Per tutta la vita, una persona riceve una dose di radiazioni da fonti naturali e, in normali condizioni ambientali, tali radiazioni non provocano alcun cambiamento negli organi e nei tessuti umani.

Ma per la loro stessa natura, le radiazioni sono dannose per la vita. Piccole dosi possono “innescare” una catena di eventi non completamente stabilita, che porta al cancro o al danno genetico. A dosi elevate, le radiazioni possono distruggere le cellule, danneggiare i tessuti degli organi e causare una rapida morte del corpo.

I danni causati da alte dosi di radiazioni compaiono solitamente entro poche ore o giorni. I tumori, tuttavia, compaiono molti anni dopo l'esposizione, di solito non prima di uno o due decenni. UN difetti di nascita sviluppo e altri malattie ereditarie, causati da danni all'apparato genetico, compaiono per definizione solo nelle generazioni successive o successive: si tratta dei figli, dei nipoti e dei discendenti più lontani dell'individuo esposto alle radiazioni.

Mentre identificare gli effetti immediati (“acuti”) di alte dosi di radiazioni non è difficile, individuare gli effetti a lungo termine di basse dosi di radiazioni è quasi sempre molto difficile. Ciò è in parte dovuto al fatto che impiegano molto tempo per manifestarsi. Ma anche dopo aver scoperto alcuni effetti. è ancora necessario dimostrare che sono spiegati dall'azione delle radiazioni, poiché sia ​​il cancro che i danni all'apparato genetico possono essere causati non solo dalle radiazioni, ma anche da molte altre ragioni.

Chiamare lesione acuta corpo, le dosi di radiazioni devono superare un certo livello, ma non c'è motivo di credere che questa regola valga in caso di conseguenze come cancro o danni all'apparato genetico. Almeno in teoria, per questo è sufficiente la dose più piccola. Tuttavia, allo stesso tempo, nessuna dose di radiazioni porta a tali conseguenze durante tutti casi. Anche con dosi di radiazioni relativamente elevate, non tutte le persone sono condannate a queste malattie: i meccanismi di riparazione operanti nel corpo umano di solito eliminano tutti i danni. Allo stesso modo, qualsiasi persona esposta alle radiazioni non deve necessariamente sviluppare un cancro o diventare portatrice di malattie ereditarie; tuttavia la probabilità, o rischio, l'insorgenza di tali conseguenze è maggiore per lui che per una persona non irradiata. E questo rischio è tanto maggiore quanto maggiore è la dose di radiazioni.

L'UNSCEAR tenta di stabilire, nel modo più affidabile possibile, a quali rischi aggiuntivi sono esposte le persone a diverse dosi di radiazioni. Probabilmente, nel campo dello studio degli effetti delle radiazioni sull’uomo e sull’ambiente, più ricerca rispetto a quando si studia qualsiasi altra fonte aumento del pericolo. Tuttavia, quanto più l’effetto è distante e quanto minore è la dose, tanto minore è l’effetto informazioni utili che abbiamo oggi.

Lesione acuta il corpo si verifica ad alte dosi di radiazioni. Le radiazioni hanno un effetto simile solo a partire da una certa dose minima, o “soglia”, di radiazioni.

Una grande quantità di informazioni è stata ottenuta analizzando i risultati dell'applicazione radioterapia per il trattamento del cancro. Molti anni di esperienza hanno consentito ai medici di ottenere ampie informazioni sulla reazione dei tessuti umani alle radiazioni. Questa reazione si è rivelata diversa per i diversi organi e tessuti e le differenze sono molto grandi. L'entità della dose, che determina la gravità del danno al corpo, dipende dal fatto che il corpo la riceva in una sola volta o in più dosi. La maggior parte degli organi riesce a guarire i danni da radiazioni in un modo o nell'altro e quindi tollera una serie di piccole dosi meglio della stessa dose totale di radiazioni ricevuta in una sola volta.

Naturalmente, se una singola dose di radiazioni è sufficientemente grande, la persona esposta morirà. In ogni caso, dosi molto elevate di radiazioni, dell'ordine di 100 Gy, causano danni così gravi al sistema nervoso centrale che la morte di solito avviene entro poche ore o giorni.

A dosi di radiazioni comprese tra 10 e 50 Gy per l'irradiazione del corpo intero, il danno al sistema nervoso centrale potrebbe non essere abbastanza grave da essere fatale, ma la persona esposta probabilmente morirà comunque entro una o due settimane per emorragie gastrointestinali.

A dosi ancora più basse, è possibile che non si verifichino danni gravi al tratto gastrointestinale o che l'organismo sia in grado di farvi fronte, eppure la morte può verificarsi entro uno o due mesi dal momento dell'irradiazione, principalmente a causa della distruzione dei globuli rossi. midollo osseo- il componente principale del sistema emopoietico del corpo: a partire da una dose di 3-5 Gy quando l'intero corpo viene irradiato, circa la metà di tutte le persone irradiate muore.

Pertanto, in questo intervallo di dosi di radiazioni, le dosi elevate differiscono da quelle minori solo per il fatto che la morte avviene prima nel primo caso e più tardi nel secondo.

Naturalmente, molto spesso una persona muore a causa dell'azione simultanea di tutti questi effetti delle radiazioni. La ricerca in questo settore è necessaria perché i dati ottenuti sono necessari per valutare le conseguenze guerra nucleare e gli effetti di grandi dosi di radiazioni durante incidenti di impianti e dispositivi nucleari.

Il midollo osseo rosso e altri elementi del sistema ematopoietico sono i più vulnerabili alle radiazioni e perdono la capacità di funzionare normalmente anche a dosi di radiazioni di 0,5-1 Gy. Fortunatamente hanno anche una notevole capacità di rigenerarsi, e se la dose di radiazioni non è così elevata da provocare danni a tutte le cellule, il sistema ematopoietico può ripristinare completamente le sue funzioni. Se non l'intero corpo, ma una parte di esso, è stato irradiato. quindi le cellule cerebrali sopravvissute sono sufficienti per sostituire completamente le cellule danneggiate.

Organi riproduttivi e anche gli occhi sono diversi ipersensibilità alle radiazioni. Una singola irradiazione dei testicoli con una dose di soli 0,1 Gy porta alla sterilità temporanea negli uomini, mentre dosi superiori a due grigi possono portare alla sterilità permanente: solo dopo molti anni i testicoli saranno di nuovo in grado di produrre spermatozoi completi. Apparentemente i testicoli sono l'unica eccezione a questo regola generale: La dose totale di radiazioni ricevuta in più dosi è più, e non meno, pericolosa per loro rispetto alla stessa dose ricevuta in una dose. Le ovaie sono molto meno sensibili agli effetti delle radiazioni, almeno nelle donne adulte. Ma una singola dose di più di tre grigi porta comunque alla loro sterilità, sebbene dosi anche maggiori con irradiazione frazionata non influenzino in alcun modo la capacità di avere figli.

La parte più vulnerabile dell'occhio alle radiazioni è il cristallino. Le cellule morte diventano opache e la proliferazione di zone annebbiate porta prima alla cataratta e poi alla completa cecità. Maggiore è la dose, maggiore è la perdita della vista. Aree torbide possono formarsi a dosi di radiazioni pari o inferiori a 2 Gy. Una forma più grave di danno oculare - cataratta progressiva - si osserva a dosi di circa 5 Gy. È stato dimostrato che anche le radiazioni professionali associate a più lavori sono dannose per gli occhi: dosi da 0,5 a 2 Gy ricevute nell'arco di dieci-venti anni portano ad un aumento della densità e all'opacizzazione del cristallino.

I bambini sono anche estremamente sensibili agli effetti delle radiazioni. Dosi relativamente piccole durante l'irradiazione del tessuto cartilagineo possono rallentare o addirittura arrestare la crescita ossea, il che porta ad anomalie nello sviluppo scheletrico. Più il bambino è piccolo, più la crescita ossea viene soppressa. Una dose totale di circa 10 Gy ricevuta per diverse settimane con radiazioni giornaliere è sufficiente a causare alcune anomalie nello sviluppo scheletrico. Sembra che non vi sia alcun effetto soglia per tali effetti delle radiazioni. Si è anche scoperto che l'irradiazione del cervello di un bambino durante la radioterapia può causare cambiamenti nel suo carattere, portare alla perdita di memoria e, nei bambini molto piccoli, anche alla demenza e all'idiozia. Le ossa e il cervello di un adulto possono sopportare dosi molto più elevate.

Anche il cervello del feto è estremamente sensibile alle radiazioni, soprattutto se la madre è esposta alle radiazioni tra l'ottava e la quindicesima settimana di gravidanza. Durante questo periodo, la corteccia cerebrale si forma nel feto e c'è grosso rischio che a seguito dell'irradiazione materna (ad esempio i raggi X) il bambino nascerà mentalmente bambino ritardato. Questo è esattamente ciò che hanno sofferto 30 bambini irradiati durante il periodo. sviluppo intrauterino durante i bombardamenti atomici di Hiroshima e Nagasaki. Anche se il rischio individuale è grande e le conseguenze causano soprattutto molta sofferenza. il numero di donne in questa fase della gravidanza in qualsiasi momento rappresenta solo una piccola percentuale della popolazione totale. Questo, tuttavia, è l'effetto più grave in termini di conseguenze tra tutti gli effetti conosciuti dell'irradiazione di un feto umano, sebbene dopo l'irradiazione di feti ed embrioni animali durante il loro sviluppo prenatale siano state scoperte molte altre gravi conseguenze, tra cui malformazioni, sottosviluppo e morte.

La maggior parte dei tessuti adulti sono relativamente poco sensibili agli effetti delle radiazioni. I reni possono sopportare una dose totale di circa 23 Gy, ricevuta nell'arco di cinque settimane, senza troppi danni a se stessi, il fegato - almeno 40 Gy al mese, vescia- almeno 55 Gy in quattro settimane e tessuto cartilagineo maturo - fino a 70 Gy. Leggero - estremamente organo complesso- sono molto più vulnerabili e dentro vasi sanguigni cambiamenti minori, ma forse significativi possono verificarsi già con relativamente piccole dosi.

Naturalmente, le radiazioni a dosi terapeutiche, come qualsiasi altra radiazione, possono provocare il cancro in futuro o portare a conseguenze genetiche avverse. Le radiazioni a dosi terapeutiche, tuttavia, vengono solitamente utilizzate per curare il cancro quando una persona è malata terminale e, poiché i pazienti sono in media piuttosto anziani, anche la probabilità che abbiano figli è relativamente piccola. Tuttavia, è tutt’altro che facile valutare quanto sia grande questo rischio alle dosi molto più basse di radiazioni che le persone ricevono nel loro corpo Vita di ogni giorno entrambi sul lavoro, e ci sono opinioni molto diverse tra l’opinione pubblica su questo argomento.

Cancro- la più grave di tutte le conseguenze dell'irradiazione umana a basse dosi. almeno direttamente per quelle persone. che sono stati esposti alle radiazioni. Infatti, studi approfonditi condotti su circa 100.000 sopravvissuti ai bombardamenti atomici di Hiroshima e Nagasaki nel 1945 hanno dimostrato che il cancro è finora l’unica causa di mortalità eccessiva in questo gruppo di popolazione.

Secondo i dati disponibili, il primo del gruppo malattie tumorali leucemie che colpiscono la popolazione a causa delle radiazioni. Causano la morte in media dieci anni dopo l'esposizione, molto prima rispetto ad altri tipi di cancro.

I tipi più comuni di cancro causati dalle radiazioni erano il cancro al seno e ghiandola tiroidea. Secondo le stime dello SCEAR, circa dieci persone su mille esposte hanno un cancro alla tiroide e dieci donne su mille hanno un cancro al seno (calcolato per ogni grigio di dose individuale assorbita).

Tuttavia, entrambi i tipi di cancro sono generalmente curabili e il tasso di mortalità per il cancro alla tiroide è particolarmente basso.

Il cancro ai polmoni, invece, lo è assassino spietato. Appartiene anche ai tipi più comuni di cancro tra le popolazioni esposte.

Il cancro di altri organi e tessuti sembra essere meno comune tra le popolazioni esposte. Secondo le stime dello SCEAR, la probabilità di morire di cancro allo stomaco o al colon è circa solo 1/1000 per ogni grigio della dose individuale media di radiazioni, così come il rischio di sviluppare il cancro del tessuto osseo e dell'esofago. intestino tenue, vescica, pancreas, retto e tessuti linfatici sono ancora più piccoli e vanno da circa 0,2 a 0,5 per ogni mille e per ogni grigio della dose media di radiazioni individuale.

I bambini sono più sensibili alle radiazioni. rispetto agli adulti, e quando i feti sono esposti, il rischio di cancro sembra essere ancora maggiore. Alcuni studi hanno infatti riportato che la mortalità infantile per cancro è più alta tra i bambini le cui madri sono state esposte ai raggi X durante la gravidanza, ma l’UNSCEAR non è ancora convinta che la causa sia corretta.

Effetti genetici delle radiazioni Studiarli è associato a difficoltà ancora maggiori rispetto al caso del cancro. In primo luogo, si sa molto poco sui danni che si verificano nell'apparato genetico umano durante l'irradiazione; In secondo luogo, identificazione completa tutti i difetti ereditari si manifestano solo nel corso di molte generazioni; e in terzo luogo. come nel caso del cancro, questi difetti non possono essere distinti da quelli sorti per ragioni completamente diverse.

Circa il 10% di tutti i neonati viventi presenta alcuni difetti genetici, che vanno dal lieve disabilità fisiche come daltonismo e termina con condizioni gravi come la sindrome di Down, la corea di Huntington e vari difetti dello sviluppo. Molti embrioni e feti affetti da gravi disturbi ereditari non sopravvivono alla nascita; Secondo i dati disponibili, circa la metà di tutti i casi di aborto spontaneo sono associati ad anomalie nel materiale genetico. Ma anche se i bambini con difetti ereditari nascono vivi, hanno cinque volte meno probabilità di sopravvivere fino al primo anno rispetto ai bambini normali.

I disturbi genetici possono essere classificati in due tipi principali: aberrazioni cromosomiche, che includono cambiamenti nel numero o nella struttura dei cromosomi, e mutazioni nei geni stessi.

Mutazioni genetiche si dividono ulteriormente in dominanti (che compaiono immediatamente nella prima generazione) e recessivi (che possono comparire solo se lo stesso gene è mutante in entrambi i genitori; tali mutazioni possono non comparire per molte generazioni o non essere rilevate affatto).

Entrambi i tipi di anomalie possono portare a malattie ereditarie nelle generazioni successive o potrebbero non comparire affatto.

Gli effetti delle radiazioni sul corpo possono variare, ma sono quasi sempre negativi. A piccole dosi, le radiazioni possono diventare un catalizzatore di processi che portano al cancro o disturbi genetici, e in dosi elevate spesso porta alla morte completa o parziale del corpo a causa della distruzione delle cellule dei tessuti.

La difficoltà nel tracciare la sequenza degli eventi causati dalle radiazioni è che gli effetti delle radiazioni, soprattutto a basse dosi, potrebbero non essere immediatamente evidenti e spesso richiedono anni o addirittura decenni prima che la malattia si sviluppi. Inoltre, a causa della diversa capacità di penetrazione tipi diversi radiazioni radioattive hanno un effetto diverso sul corpo: - le particelle sono le più pericolose, ma per - le radiazioni anche un foglio di carta è una barriera insormontabile; -le radiazioni possono penetrare nei tessuti corporei fino a una profondità di uno o due centimetri; - la radiazione è caratterizzata dalla massima capacità di penetrazione: può essere fermata solo da una spessa lastra realizzata con materiali ad alto coefficiente di assorbimento, ad esempio cemento o piombo.

Anche la sensibilità varia singoli organi alle radiazioni radioattive. Pertanto, per ottenere il massimo informazione affidabile riguardo al grado di rischio, è necessario tenere conto dei corrispondenti coefficienti di sensibilità dei tessuti nel calcolo della dose di radiazioni equivalente:

• 0,03 - tessuto osseo
• 0,03 - ghiandola tiroidea
• 0,12 - midollo osseo rosso
• 0,12 - leggero
• 0,15 - ghiandola mammaria
• 0,25 - ovaie o testicoli
• 0,30 - altri tessuti
• 1.00 - il corpo nel suo insieme.

La probabilità di danni ai tessuti dipende dalla dose totale e dall’entità del dosaggio, poiché, grazie alla loro capacità di riparazione, la maggior parte degli organi ha la capacità di riprendersi dopo una serie di piccole dosi.

La tabella 1 mostra i valori estremi delle dosi di radiazioni consentite:

Tabella 1.

Tuttavia, ci sono dosi alle quali la morte è quasi inevitabile. Quindi, ad esempio, dosi dell'ordine di 100 g portano alla morte in pochi giorni o addirittura ore a causa di danni al sistema nervoso centrale; in caso di emorragia conseguente a una dose di radiazioni di 10-50 g la morte avviene in uno a due settimane e una dose di 3-5 grammi rischia di invertire la tendenza fatale circa la metà degli esposti.

La conoscenza della risposta specifica del corpo a determinate dosi è necessaria per valutare le conseguenze di grandi dosi di radiazioni durante incidenti con impianti e dispositivi nucleari o il pericolo di radiazioni durante lungo soggiorno in aree con maggiore radiazione radioattiva, sia da fonti naturali che in caso di contaminazione radioattiva. Tuttavia, anche piccole dosi di radiazioni non sono innocue e il loro effetto sul corpo e sulla salute delle generazioni future non è stato completamente studiato. Tuttavia, si può presumere che le radiazioni possano causare, prima di tutto, fattori genetici e mutazioni cromosomiche, che può successivamente portare alla manifestazione di mutazioni recessive.

Vale la pena considerare più in dettaglio i più comuni e danno serio causati dalle radiazioni, vale a dire cancro e malattie genetiche.

Nel caso del cancro, è difficile valutare la probabilità che si sviluppi una malattia come conseguenza dell’esposizione alle radiazioni. Qualunque, anche il più piccola dose, può portare a conseguenze irreversibili, ma questo non è predeterminato. Tuttavia, è stato stabilito che la probabilità di malattia aumenta in modo direttamente proporzionale alla dose di radiazioni.

Tra i tumori più comuni causati dalle radiazioni c’è la leucemia. Stima della probabilità esito fatale per la leucemia è più affidabile di stime simili per altri tipi di cancro (Appendice 4). Ciò si spiega con il fatto che la leucemia è la prima a manifestarsi, provocando la morte in media 10 anni dopo il momento dell'irradiazione. Le leucemie sono seguite “in popolarità” da: cancro al seno, cancro alla tiroide e cancro ai polmoni. Lo stomaco, il fegato, l'intestino e altri organi e tessuti sono meno sensibili.

L'impatto delle radiazioni radiologiche è fortemente accentuato da altri fattori ambientali sfavorevoli (il fenomeno della sinergia). Pertanto, il tasso di mortalità dovuto alle radiazioni nei fumatori è notevolmente più alto.

Per quanto riguarda le conseguenze genetiche delle radiazioni, si manifestano sotto forma aberrazioni cromosomiche(compresi i cambiamenti nel numero o nella struttura dei cromosomi) e mutazioni genetiche. Le mutazioni genetiche compaiono immediatamente nella prima generazione (mutazioni dominanti) o solo se entrambi i genitori hanno lo stesso gene mutato (mutazioni recessive), il che è improbabile.

Studiare gli effetti genetici delle radiazioni è ancora più difficile che nel caso del cancro. Non si sa quale sia il danno genetico causato dalle radiazioni; esso può manifestarsi per molte generazioni; è impossibile distinguerlo da quelli causati da altre cause.

È necessario valutare l'insorgenza di difetti ereditari nell'uomo sulla base dei risultati degli esperimenti sugli animali.

Nel valutare il rischio, SCEAR utilizza due approcci: uno determina l'effetto immediato di una determinata dose e l'altro determina la dose alla quale la frequenza di insorgenza di prole con una particolare anomalia raddoppia rispetto alle normali condizioni di radiazione.

Pertanto, con il primo approccio, si è stabilito che una dose di 1 g ricevuta con un basso fondo di radiazioni da individui di sesso maschile (per le donne le stime sono meno certe) provoca la comparsa di da 1000 a 2000 mutazioni che portano a conseguenze serie, e da 30 a 1000 aberrazioni cromosomiche per ogni milione di nati vivi.

Il secondo approccio ha ottenuto i seguenti risultati: l’irradiazione cronica con una dose di 1 g per generazione porterà alla comparsa di circa 2000 casi gravi malattie genetiche per ogni milione di neonati vivi tra i figli di coloro che sono stati esposti a tali radiazioni.

Queste stime sono inaffidabili, ma necessarie. Le conseguenze genetiche delle radiazioni sono espresse in parametri quantitativi come la riduzione dell'aspettativa di vita e della durata della disabilità, anche se è riconosciuto che queste stime non sono altro che una prima stima approssimativa. Pertanto, l'irradiazione cronica della popolazione con un dosaggio di 1 g per generazione riduce il periodo di capacità lavorativa di 50.000 anni e l'aspettativa di vita di 50.000 anni per ogni milione di neonati viventi tra i bambini della prima generazione irradiata; con irradiazione costante di molte generazioni si ottengono le seguenti stime: 340.000 anni e 286.000 anni, rispettivamente.

Esistono tre modi in cui le sostanze radioattive entrano nel corpo: inalando aria contaminata da sostanze radioattive, attraverso cibo o acqua contaminati, attraverso la pelle e anche durante un'infezione ferite aperte. Il primo modo è il più pericoloso perché:

il volume della ventilazione polmonare è molto ampio

i valori del coefficiente di assorbimento nei polmoni sono più alti.

Le particelle di polvere su cui vengono assorbiti gli isotopi radioattivi, quando l'aria viene inalata attraverso le vie respiratorie superiori, si depositano parzialmente nella cavità orale e nel rinofaringe. Da qui entra la polvere tratto digerente. Le particelle rimanenti entrano nei polmoni. Il grado di ritenzione degli aerosol nei polmoni dipende dalla dispersione. Circa il 20% di tutte le particelle vengono trattenute nei polmoni; man mano che la dimensione dell'aerosol diminuisce, il ritardo aumenta fino al 70%.

Quando si assorbono sostanze radioattive dal tratto gastrointestinale, il coefficiente di riassorbimento è importante, caratterizzando la proporzione della sostanza che entra nel sangue dal tratto gastrointestinale. A seconda della natura dell'isotopo, il coefficiente varia ampiamente: da centesimi di punto percentuale (per zirconio, niobio) a diverse decine di punto percentuale (idrogeno, elementi alcalino-terrosi). Il riassorbimento attraverso la pelle intatta è 200-300 volte inferiore a quello attraverso la pelle tratto gastrointestinale e, di regola, non gioca un ruolo significativo.

Quando le sostanze radioattive entrano nel corpo con qualsiasi mezzo, vengono rilevate nel sangue entro pochi minuti. Se l'assunzione di sostanze radioattive è avvenuta una sola volta, la loro concentrazione nel sangue aumenta prima fino al massimo e quindi diminuisce entro 15-20 giorni.

Le concentrazioni nel sangue degli isotopi a vita lunga possono successivamente essere mantenute quasi allo stesso livello per lungo tempo a causa del controlavaggio delle sostanze depositate.

Le particelle cariche penetrano nei tessuti del corpo - e - le particelle perdono energia a causa delle interazioni elettriche con gli elettroni degli atomi a cui passano vicino (le radiazioni gamma e i raggi X trasferiscono la loro energia alla materia in diversi modi, che alla fine portano anche a interazioni elettriche .)

Interazioni elettriche. Dopo che la radiazione penetrante ha raggiunto l'atomo corrispondente nel tessuto corporeo, entro un tempo di circa dieci trilionesimi di secondo, da questo atomo viene strappato un elettrone. Quest'ultimo è carico negativamente, quindi il resto dell'atomo neutro originale diventa carico positivamente. Questo processo è chiamato ionizzazione. L'elettrone distaccato può ionizzare ulteriormente altri atomi.

Cambiamenti fisico-chimici. Sia l’elettrone libero che l’atomo ionizzato solitamente non possono rimanere a lungo in questo stato e, nei successivi dieci miliardesimi di secondo, partecipano ad una complessa catena di reazioni che portano alla formazione di nuove molecole, comprese quelle estremamente reattive come “ i radicali liberi" Cambiamenti chimici. Nei successivi milionesimi di secondo, i radicali liberi risultanti reagiscono sia tra loro che con altre molecole e, attraverso una catena di reazioni non ancora del tutto compresa, possono provocare la modificazione chimica di molecole biologicamente importanti necessarie per funzionamento normale cellule. Effetti biologici. Cambiamenti biochimici possono verificarsi entro pochi secondi o decenni dopo l'irradiazione e causare la morte immediata delle cellule, oppure tali cambiamenti possono portare al cancro.

SENSIBILITÀ RADIO. LEGGEBERGONNIER–TRIBONDO.

Radiosensibilità - sensibilità degli oggetti biologici agli effetti dannosi delle radiazioni ionizzanti. Quantificazione radiosensibilità prodotto misurando le dosi assorbite di radiazioni ionizzanti che provocano un determinato effetto. In molti studi, si basa sulla misurazione della dose di radiazioni ionizzanti che provoca la morte del 50% degli oggetti irradiati (la cosiddetta dose letale del 50%, o LD 50).

Molte reazioni alle radiazioni sono specifiche per determinati tessuti e sistemi. Ad esempio, una reazione così universale delle cellule all'irradiazione come un ritardo nella divisione è facilmente rilevabile nei tessuti in proliferazione attiva e non può essere rilevata nei tessuti in cui la divisione cellulare è debole o assente. Pertanto, da valutare radiosensibilità Di solito vengono utilizzate reazioni chiaramente registrate, come la sopravvivenza (o la morte) di cellule o organismi.

Lo studio dei meccanismi dell'azione danneggiata delle radiazioni ionizzanti e dei meccanismi di recupero degli organismi dai danni da radiazioni ha Grande importanza sviluppare metodi di radioprotezione e aumentare l'efficacia della radioterapia per i tumori.

Gamma di differenze tra le specie radiosensibilità organismi è molto ampio e misura diversi ordini di grandezza. Non meno differenze radiosensibilità osservato in diverse cellule e tessuti. Insieme ai radiosensibili (apparato sanguigno, intestino e gonadi) esistono i cosiddetti radioresistenti o radioresistenti sistemi e tessuti(osseo, muscolare e nervoso).

La radiosensibilità varia all'interno un tipo a seconda dell'età - età radiosensibilità(quindi i più radiosensibili sono gli animali giovani e vecchi, i più radioresistenti sono sessualmente maturi e i neonati), dal sesso - sessuale radiosensibilità(di regola, i maschi sono più radiosensibili) e individuale radiosensibilità in individui diversi della stessa o della stessa popolazione.

SU popolazione Il livello di radiosensibilità dipende dai seguenti fattori:

caratteristiche genotipiche (nella popolazione umana, il 10-12% delle persone è caratterizzato da una maggiore radiosensibilità). Ciò è dovuto ad una capacità ereditariamente ridotta di eliminare le rotture del DNA, nonché ad una ridotta accuratezza del processo di riparazione. L'aumento della radiosensibilità accompagna malattie ereditarie come atassia-telangectasia, xeroderma pigmentoso.);

stato fisiologico (ad esempio sonno, vigore, affaticamento, gravidanza) o fisiopatologico del corpo (malattie croniche, ustioni);

genere (gli uomini sono più radiosensibili);

età (le persone mature sono le meno sensibili).

Il grado di radiosensibilità varia non solo all'interno delle specie. All'interno dello stesso organismo, cellule e tessuti differiscono anche nella loro radiosensibilità. Pertanto, per valutare correttamente le conseguenze dell'irradiazione sul corpo umano, è necessario valutare la radiosensibilità a vari livelli.

SU cellulare livello, la radiosensibilità dipende da una serie di fattori: l'organizzazione del genoma, lo stato del sistema di riparazione del DNA, il contenuto di antiossidanti nella cellula, l'intensità dei processi redox, l'attività degli enzimi che utilizzano i prodotti della radiolisi dell'acqua ( per esempio, la catalasi, che distrugge il perossido di idrogeno, o la superossido dismutasi, che inattiva il radicale superossido).

SU tessuto viene eseguito il livello Regola di Bergonier–Tribondo:La radiosensibilità di un tessuto è direttamente proporzionale all'attività proliferativa ed inversamente proporzionale al grado di differenziazione delle cellule che lo costituiscono. Di conseguenza, i tessuti più radiosensibili del corpo si dividono intensamente, crescono rapidamente e sono tessuti scarsamente specializzati, ad esempio le cellule emopoietiche del midollo osseo, l'epitelio dell'intestino tenue e la pelle. I meno radiosensibili saranno i tessuti specializzati scarsamente rinnovati, ad esempio muscoli, ossa e tessuto nervoso. L'eccezione sono i linfociti, che sono altamente radiosensibili. Allo stesso tempo, i tessuti resistenti all'azione diretta delle radiazioni ionizzanti risultano essere molto vulnerabili conseguenze a lungo termine.

A livello degli organi, la radiosensibilità dipende non solo dalla radiosensibilità dei tessuti che compongono l'organo, ma anche dalle sue funzioni. La maggior parte dei tessuti adulti sono relativamente poco sensibili agli effetti delle radiazioni.

Azione biologica Radiazione ionizzante. Fattori che determinano il danno al corpo.

Esistono due tipi di effetti delle radiazioni ionizzanti sul corpo: somatici e genetici. Con un effetto somatico, le conseguenze si manifestano direttamente nella persona irradiata, con un effetto genetico, nella sua prole. Gli effetti somatici possono essere precoci o ritardati. I primi si verificano nel periodo che va da alcuni minuti a 30-60 giorni dopo l'irradiazione. Questi includono arrossamento e desquamazione della pelle, opacizzazione del cristallino dell'occhio, danni al sistema ematopoietico, malattia da radiazioni, morte. Gli effetti somatici a lungo termine compaiono diversi mesi o anni dopo l'irradiazione sotto forma di alterazioni cutanee persistenti, neoplasie maligne, diminuzione dell'immunità e riduzione dell'aspettativa di vita.

Gli effetti biologici delle radiazioni ionizzanti sono caratterizzati da una serie di modelli generali:

1) Profondi disturbi nella vita sono causati da quantità trascurabili di energia assorbita.

2) L'effetto biologico delle radiazioni ionizzanti non è limitato all'organismo irradiato, ma può estendersi alle generazioni successive, il che si spiega con l'effetto sull'apparato ereditario dell'organismo.

3) L'effetto biologico delle radiazioni ionizzanti è caratterizzato da un periodo nascosto (latente), ovvero lo sviluppo del danno da radiazioni non viene osservato immediatamente. La durata del periodo di latenza può variare da diversi minuti fino a decine di anni, a seconda della dose di radiazioni e della radiosensibilità del corpo. Pertanto, quando irradiato a dosi molto elevate (decine di migliaia) lieto) può causare la "morte sotto i raggi"; l'irradiazione a lungo termine in piccole dosi porta a cambiamenti nello stato del sistema nervoso e di altri sistemi e alla comparsa di tumori anni dopo l'irradiazione.

Di grande importanza sono anche l'età, lo stato fisiologico, l'intensità dei processi metabolici del corpo e le condizioni di irradiazione. In questo caso, oltre alla dose di irradiazione del corpo, giocano un ruolo i seguenti fattori: la potenza, il ritmo e la natura dell'irradiazione (singola, multipla, intermittente, cronica, esterna, generale o parziale, interna), la sua condizione fisica caratteristiche che determinano la profondità di penetrazione dell'energia nel corpo (raggi X, radiazioni gamma, particelle alfa e beta) , densità di ionizzazione (sotto l'influenza delle particelle alfa è maggiore che sotto l'influenza di altri tipi di radiazioni). Tutte queste caratteristiche dell'agente radioattivo agente determinano la relativa efficacia biologica delle radiazioni. Se la fonte di radiazioni sono isotopi radioattivi che sono entrati nel corpo , quindi di grande importanza per l'effetto biologico delle radiazioni ionizzanti emesse da questi isotopi sono le loro caratteristiche chimiche, che determinano la partecipazione dell'isotopo al metabolismo, la concentrazione in un particolare organo e, di conseguenza, la natura dell'irradiazione del corpo.

Fattori che determinano il danno al corpo:

1. Tipo di radiazione. Tutti i tipi Radiazione ionizzante potrebbero avere ripercussioni sulla salute. La differenza principale è la quantità di energia che determina il potere di penetrazione delle particelle alfa e beta, dei raggi gamma e dei raggi X.

2. La dimensione della dose ricevuta. Maggiore è la dose di radiazioni ricevuta, maggiore è la probabilità di conseguenze biomediche.

3. Durata dell'esposizione alle radiazioni. Se la dose viene ricevuta per un periodo di giorni o una settimana, gli effetti spesso non sono così gravi se una dose simile veniva ricevuta entro pochi minuti.

4 . La parte del corpo esposta all'azione. Le estremità come braccia o gambe ricevono grande quantità radiazioni con danni meno pronunciati rispetto al sangue che forma gli organi situati nella parte bassa della schiena.

5. Età della persona. Quando una persona invecchia, la divisione cellulare rallenta e il corpo è meno sensibile agli effetti delle radiazioni ionizzanti. Una volta che la divisione cellulare ha rallentato, gli effetti delle radiazioni sono un po’ meno dannosi rispetto a quando le cellule si dividono rapidamente.

6.  Differenze biologiche. Alcune persone sono più sensibili agli effetti delle radiazioni rispetto ad altri.

Le caratteristiche del danno all'organismo nel suo complesso sono determinate da due fattori: 1) radiosensibilità di tessuti, organi e sistemi direttamente esposti alle radiazioni; 2) dose di radiazione assorbita e sua distribuzione nel tempo. Ciascuno individualmente e in combinazione tra loro, questi fattori determinano tipo predominante di reazioni di radiazione(locale o generale), specificità e tempo di manifestazione(immediatamente dopo l'irradiazione, subito dopo l'irradiazione o a lungo termine) e loro significato per il corpo.

Saggio

Soggetto: EFFETTI BIOLOGICI DELLE RADIAZIONI

Piano:

introduzione

1 Effetti diretti e indiretti delle radiazioni ionizzanti

2 Impatto delle radiazioni ionizzanti sui singoli organi e sul corpo nel suo insieme

3 Mutazioni

4 L'effetto di grandi dosi di radiazioni ionizzanti su oggetti biologici

5. Due tipi di irradiazione del corpo: esterna e interna

Conclusione

Letteratura

EFFETTI BIOLOGICI DELLE RADIAZIONI

Il fattore radiazioni è presente sul nostro pianeta sin dalla sua formazione e, come hanno dimostrato ulteriori ricerche, le radiazioni ionizzanti, insieme ad altri fenomeni di natura fisica, chimica e biologica, hanno accompagnato lo sviluppo della vita sulla Terra. Tuttavia, gli effetti fisici delle radiazioni iniziarono a essere studiati solo alla fine del XIX secolo e i suoi effetti biologici sugli organismi viventi a metà del XX secolo. Le radiazioni ionizzanti si riferiscono a quei fenomeni fisici che non vengono percepiti dai nostri sensi; centinaia di specialisti che lavorano con le radiazioni hanno ricevuto ustioni da radiazioni ad alte dosi di radiazioni e sono morti a causa di tumori maligni causati dalla sovraesposizione.

Tuttavia, oggi la scienza mondiale ne conosce 6 effetti biologici radiazioni più che all’azione di qualsiasi altro fattore di natura fisica e biologica nell’ambiente.

Durante lo studio dell'effetto delle radiazioni su un organismo vivente, sono state identificate le seguenti caratteristiche:

· L'effetto delle radiazioni ionizzanti sul corpo non è percepibile dall'uomo. Le persone non hanno un organo di senso in grado di percepire le radiazioni ionizzanti. Esiste un cosiddetto periodo di benessere immaginario - periodo di incubazione manifestazioni degli effetti delle radiazioni ionizzanti. La sua durata è ridotta dall'irradiazione a dosi elevate.

· Gli effetti di piccole dosi possono essere additivi o cumulativi.

· Le radiazioni colpiscono non solo un dato organismo vivente, ma anche la sua progenie: questo è il cosiddetto effetto genetico.

· Diversi organi di un organismo vivente hanno una propria sensibilità alle radiazioni. Con l'esposizione giornaliera a una dose di 0,002-0,005 Gy, si verificano già cambiamenti nel sangue.

· Non tutti gli organismi percepiscono le radiazioni allo stesso modo.

1. EFFETTI DIRETTI ED INDIRETTI DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI

Le onde radio, le onde luminose, l'energia termica del sole sono tutti tipi di radiazioni. Tuttavia, le radiazioni saranno ionizzanti se saranno in grado di rompere i legami chimici delle molecole che compongono i tessuti di un organismo vivente e, di conseguenza, causare cambiamenti biologici. Gli effetti delle radiazioni ionizzanti si verificano a livello atomico o molecolare, indipendentemente dal fatto che siamo esposti a radiazioni esterne o riceviamo sostanze radioattive nel cibo e nell'acqua, che sconvolgono l'equilibrio processi biologici nel corpo e porta a conseguenze negative. Gli effetti biologici delle radiazioni sul corpo umano sono causati dall'interazione dell'energia delle radiazioni con i tessuti biologici. L'energia trasferita direttamente agli atomi e alle molecole dei tessuti biologici è chiamata diretto l'effetto delle radiazioni. Alcune celle verranno danneggiate in modo significativo a causa della distribuzione non uniforme dell'energia delle radiazioni.

Uno degli effetti diretti è cancerogenesi o lo sviluppo del cancro. Tumore canceroso si verifica quando una cellula somatica perde il controllo del corpo e inizia a dividersi attivamente. La causa principale di ciò è un disturbo nel meccanismo genetico chiamato mutazioni. Quando una cellula tumorale si divide, produce solo cellule cancerogene. Uno degli organi più sensibili agli effetti delle radiazioni è la ghiandola tiroidea. Pertanto, il tessuto biologico di questo organo è più vulnerabile allo sviluppo del cancro. Il sangue non è meno suscettibile agli effetti delle radiazioni. La leucemia, o cancro del sangue, è uno degli effetti più comuni dell’esposizione diretta alle radiazioni. Particelle cariche penetrare nei tessuti del corpo, perdere la loro energia a causa delle interazioni elettriche con gli elettroni degli atomi Interazione elettrica accompagna il processo di ionizzazione (rimozione di un elettrone da un atomo neutro)

Fisico-chimico i cambiamenti accompagnano la comparsa di “radicali liberi” estremamente pericolosi nel corpo.

Oltre alle radiazioni ionizzanti dirette, esiste anche un effetto indiretto o indiretto associato alla radiolisi dell'acqua. Durante la radiolisi, i radicali liberi - alcuni atomi o gruppi di atomi che hanno un'elevata attività chimica. La caratteristica principale dei radicali liberi è l'eccesso o gli elettroni spaiati. Tali elettroni vengono facilmente spostati dalle loro orbite e possono partecipare attivamente a una reazione chimica. La cosa importante è che cambiamenti esterni anche molto piccoli possono portare a cambiamenti significativi nelle proprietà biochimiche delle cellule. Ad esempio, se una normale molecola di ossigeno cattura un elettrone libero, si trasforma in un radicale libero altamente attivo. superossido Inoltre, ci sono anche composti attivi come il perossido di idrogeno, l'idrossile e l'ossigeno atomico. La maggior parte i radicali liberi sono neutri, ma alcuni di essi possono avere carica positiva o negativa.

Se il numero di radicali liberi è piccolo, il corpo ha la capacità di controllarli. Se ce ne sono troppi, il lavoro dei sistemi protettivi e delle funzioni vitali viene interrotto. funzioni individuali corpo. I danni causati dai radicali liberi aumentano rapidamente in una reazione a catena. Quando entrano nelle cellule, interrompono l’equilibrio del calcio e la codifica delle informazioni genetiche. Tali fenomeni possono portare a interruzioni nella sintesi proteica, che è vitale funzione importante l'intero organismo, perché le proteine ​​difettose interferiscono con il lavoro sistema immunitario. I principali filtri del sistema immunitario - i linfonodi - funzionano in modalità sovraccarica e non hanno il tempo di separarli. Pertanto, le barriere protettive vengono indebolite e nel corpo si creano condizioni favorevoli per la proliferazione di virus microbici e cellule tumorali.

Radicali liberi che causano reazioni chimiche, coinvolgono in questo processo molte molecole non colpite dalle radiazioni. Pertanto, l'effetto prodotto dalle radiazioni è determinato non solo dalla quantità di energia assorbita, ma anche dalla forma in cui tale energia viene trasmessa. Nessun altro tipo di energia assorbita da un oggetto biologico nella stessa quantità porta a cambiamenti tali come quelli provocati dalle radiazioni ionizzanti. Tuttavia, la natura di questo fenomeno è tale che tutti i processi, compresi quelli biologici, sono equilibrati. Cambiamenti chimici nascono come risultato dell’interazione dei radicali liberi tra loro o con molecole “sane”. Cambiamenti biochimici verificarsi come V momento dell’irradiazione, e per molti anni, che porta alla morte cellulare.

Il nostro corpo, contrariamente ai processi sopra descritti, produce sostanze speciali, che sono una sorta di “pulitori”.

Queste sostanze (enzimi) presenti nel corpo sono in grado di catturare elettroni liberi senza trasformarsi in radicali liberi. In condizioni normali, il corpo mantiene un equilibrio tra la produzione di radicali liberi e di enzimi. Le radiazioni ionizzanti interrompono questo equilibrio, stimolano la crescita dei radicali liberi e portano a conseguenze negative. Puoi attivare l'assorbimento dei radicali liberi includendo antiossidanti e vitamine nella tua dieta A, E, C o preparati contenenti selenio. Queste sostanze neutralizzano i radicali liberi assorbendoli in grandi quantità.

2. IMPATTO DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI SUI SINGOLI ORGANI E SULL'ORGANISMO NEL SUO COMPLESSO

Nella struttura del corpo si possono distinguere due classi di sistemi: controllo (nervoso, endocrino, immunitario) e supporto vitale (respiratorio, cardiovascolare, digestivo). Tutti i processi metabolici di base e le reazioni catalitiche (enzimatiche) avvengono a livello cellulare e molecolare. I livelli di organizzazione dell'organismo funzionano in stretta interazione e reciproca influenza da parte dei sistemi di controllo. La maggior parte dei fattori naturali agisce prima a livelli più alti, poi attraverso determinati organi e tessuti - a livello cellulare e molecolare. Successivamente inizia la fase di risposta, accompagnata da aggiustamenti a tutti i livelli.

L'interazione delle radiazioni con il corpo inizia con livello molecolare. L'esposizione diretta alle radiazioni ionizzanti è quindi più specifica. Un aumento del livello degli agenti ossidanti è tipico anche di altri effetti. È noto che vari sintomi (temperatura, mal di testa ecc.) si verificano in molte malattie e le loro cause sono diverse. Ciò rende difficile fare una diagnosi. Pertanto, se come risultato effetti dannosi Le radiazioni non causano una malattia specifica nell'organismo; è difficile stabilire la causa di conseguenze più lontane, poiché perdono la loro specificità.

La radiosensibilità di vari tessuti corporei dipende dai processi biosintetici e dall'attività enzimatica associata. Pertanto, le cellule del midollo osseo sono caratterizzate dal più alto danno radioattivo linfonodi, cellule sessuali. Il sistema circolatorio e il midollo osseo rosso sono i più vulnerabili alle radiazioni e perdono la capacità di funzionare normalmente anche a dosi di 0,5-1 Gy. Tuttavia, hanno la capacità di riprendersi e se non tutte le cellule sono colpite, sistema circolatorio può ripristinare le sue funzioni. Anche gli organi riproduttivi, come i testicoli, sono caratterizzati da una maggiore radiosensibilità. L'irradiazione superiore a 2 Gy provoca sterilità permanente. Solo dopo molti anni possono funzionare pienamente. Le ovaie sono meno sensibili, almeno nelle donne adulte. Ma una singola dose superiore a 3 Gy porta comunque alla loro sterilità, sebbene dosi elevate con irradiazione ripetuta non influenzino la capacità di avere figli.

Il cristallino dell'occhio è molto suscettibile alle radiazioni. Quando muoiono, le cellule del cristallino diventano opache, crescono, portando alla cataratta e quindi alla completa cecità. Ciò può verificarsi a dosi di circa 2 Gy.

La radiosensibilità del corpo dipende dalla sua età. Piccole dosi di radiazioni destinate ai bambini possono rallentare o arrestare la crescita delle ossa. Più il bambino è piccolo, più la crescita scheletrica viene soppressa. L'irradiazione del cervello di un bambino può causare cambiamenti nel suo carattere e portare alla perdita di memoria. Le ossa e il cervello di un adulto possono sopportare dosi molto più elevate. La maggior parte degli organi può sopportare dosi relativamente elevate. I reni possono sopportare una dose di circa 20 Gy ricevuta in un mese, il fegato - circa 40 Gy, la vescica - 50 Gy e il tessuto cartilagineo maturo - fino a 70 Gy. Come corpo più giovane, a parità di altre condizioni, è più sensibile agli effetti delle radiazioni.

La radiosensibilità specie-specifica aumenta man mano che l'organismo diventa più complesso. Ciò è spiegato dal fatto che in organismi complessi anelli più deboli che causano reazioni a catena di sopravvivenza. Ciò è facilitato anche da sistemi di controllo più complessi (nervoso, immunitario), che sono parzialmente o completamente assenti negli individui più primitivi. Per i microrganismi, le dosi che causano una mortalità del 50% sono migliaia di Gy, per gli uccelli - decine e per i mammiferi altamente organizzati - unità (Fig. 2.15).

3. MUTAZIONI

Ogni cellula del corpo contiene una molecola di DNA che trasporta le informazioni per la corretta riproduzione di nuove cellule.

DNA - è l'acido desossiribonucleico costituito da molecole lunghe e arrotondate a forma di doppia elica. La sua funzione è quella di garantire la sintesi della maggior parte delle molecole proteiche che compongono gli aminoacidi. La catena molecolare del DNA è costituita da singole sezioni codificate da proteine ​​speciali, che formano il cosiddetto gene umano.

Le radiazioni possono uccidere la cellula o distorcere le informazioni nel DNA in modo che, nel tempo, compaiano cellule difettose. Un cambiamento nel codice genetico di una cellula è chiamato mutazione. Se si verifica una mutazione nell'ovulo, le conseguenze si faranno sentire in un lontano futuro, perché Durante la fecondazione si formano 23 paia di cromosomi, ciascuno dei quali è costituito da una sostanza complessa chiamata acido desossiribonucleico. Pertanto, una mutazione che si verifica in una cellula germinale è chiamata mutazione genetica e può essere trasmessa alle generazioni successive.

Il ragionamento descritto si basa solo su ricerca di laboratorio animali. Non esiste ancora alcuna prova diretta di mutazioni da radiazioni negli esseri umani, perché L'identificazione completa di tutti i difetti ereditari avviene solo nel corso di molte generazioni.

Tuttavia, come sottolinea John Goffman, sottovalutare il ruolo delle anomalie cromosomiche basandosi sull'affermazione “non conosciamo il loro significato” è un classico esempio di decisioni prese per ignoranza. Le dosi di radiazioni ammissibili furono stabilite molto prima dell'avvento dei metodi che consentirono di stabilire le tristi conseguenze a cui avrebbero potuto portare persone ignare e i loro discendenti.

4. EFFETTO DI GRANDI DOSI DI RADIAZIONI IONIZZANTI SUGLI OGGETTI BIOLOGICI

Un organismo vivente è molto sensibile agli effetti delle radiazioni ionizzanti. Più un organismo vivente si trova in alto sulla scala evolutiva, più è radiosensibile. La radiosensibilità è una caratteristica dalle molteplici sfaccettature. La “sopravvivenza” di una cellula dopo l'irradiazione dipende contemporaneamente da una serie di ragioni: il volume del materiale genetico, l'attività dei sistemi di approvvigionamento energetico, il rapporto degli enzimi, l'intensità della formazione di radicali liberi N E LUI.

Quando si irradia il complesso organismi biologici dovrebbero essere presi in considerazione i processi che si verificano a livello di interazione tra organi e tessuti. La radiosensibilità varia abbastanza ampiamente tra i diversi organismi (Fig. 2.16).

Il corpo umano, in quanto sistema naturale perfetto, è ancora più sensibile alle radiazioni. Se una persona ha subito un'irradiazione generale con una dose di 100-200 rad, dopo alcuni giorni svilupperà segni di malattia da radiazioni in forma lieve. Il suo segno potrebbe essere una diminuzione del numero di bianchi cellule del sangue, che viene determinato mediante un esame del sangue. Un indicatore soggettivo per una persona è il vomito possibile il primo giorno dopo l'irradiazione.

La gravità media della malattia da radiazioni si osserva nelle persone esposte a radiazioni di 250-400 rad. Il contenuto di leucociti (globuli bianchi) nel sangue diminuisce drasticamente, si verificano nausea e vomito e compaiono emorragie sottocutanee. Un esito letale si osserva nel 20% delle persone irradiate 2-6 settimane dopo l'irradiazione.

Se esposto a una dose di 400-600 rad, si sviluppa una grave forma di malattia da radiazioni. Compaiono numerosi sanguinamenti sottocutanei, il numero di leucociti nel sangue diminuisce significativamente. L'esito fatale della malattia è del 50%.

Una forma molto grave di malattia da radiazioni si verifica se esposti a dosi superiori a 600 rad. I leucociti nel sangue scompaiono completamente. La morte avviene nel 100% dei casi.

Le conseguenze sopra descritte esposizione alle radiazioni tipico dei casi in cui l’assistenza medica non è disponibile.

Per trattare un corpo irradiato, la medicina moderna utilizza ampiamente metodi come la sostituzione del sangue, il trapianto di midollo osseo, la somministrazione di antibiotici e altri metodi di terapia intensiva. Con questo trattamento è possibile escludere la morte anche con irradiazione con una dose fino a 1000 rad. L'energia emessa dalle sostanze radioattive viene assorbita dall'ambiente, compresi gli oggetti biologici. Come risultato dell'impatto delle radiazioni ionizzanti sul corpo umano, nei tessuti possono verificarsi complessi processi fisici, chimici e biochimici.

Gli effetti ionizzanti interrompono principalmente il normale corso dei processi biochimici e del metabolismo. A seconda dell'entità della dose di radiazioni assorbita e caratteristiche individuali i cambiamenti nel corpo possono essere reversibili o irreversibili. Con piccole dosi il tessuto interessato ripristina la sua attività funzionale. Grandi dosi con un'esposizione prolungata può provocare danni irreversibili a singoli organi o all'intero organismo. Qualsiasi tipo di radiazione ionizzante provoca cambiamenti biologici nel corpo, sia durante l'esposizione esterna (la fonte è all'esterno del corpo) che interna (le sostanze radioattive entrano nel corpo, ad esempio, con il cibo o l'inalazione). Consideriamo l'effetto delle radiazioni ionizzanti quando la sorgente di radiazioni è all'esterno del corpo.

Effetto biologico delle radiazioni ionizzanti in in questo caso dipende dalla dose totale e dal tempo di esposizione alle radiazioni, dal suo tipo, dalla dimensione della superficie irradiata e dalle caratteristiche individuali del corpo. Con una singola irradiazione dell'intero corpo umano, è possibile un danno biologico a seconda della dose totale di radiazioni assorbita.

Se esposto a dosi 100-1000 volte superiori a dose letale, una persona può morire durante l'esposizione. Inoltre, la dose assorbita di radiazioni causa danni singole parti corpo supera la dose letale di radiazioni assorbita da tutto il corpo. Le dosi letali assorbite per le singole parti del corpo sono le seguenti: testa - 20 Gy, basso addome - 30 Gy, parte in alto addome - 50 Gy, torace - 100 Gy, arti - 200 Gy.

Il grado di sensibilità dei diversi tessuti alle radiazioni varia. Se consideriamo i tessuti degli organi in ordine decrescente di sensibilità alle radiazioni, otteniamo la seguente sequenza: tessuto linfatico, linfonodi, milza, timo, midollo osseo, cellule germinali. Maggiore sensibilità organi emopoietici alle radiazioni è la base per determinare la natura della malattia da radiazioni.

Con una singola irradiazione dell'intero corpo umano con una dose assorbita di 0,5 Gy, il numero di linfociti può diminuire drasticamente un giorno dopo l'irradiazione. Anche il numero di eritrociti (globuli rossi) diminuisce due settimane dopo l'irradiazione. U persona sana ci sono circa 10 4 globuli rossi e ogni giorno ne vengono prodotti 10. Nei pazienti affetti da malattie da radiazioni, questo rapporto viene interrotto e di conseguenza il corpo muore.

Un fattore importante nell'esposizione del corpo alle radiazioni ionizzanti è il tempo di esposizione. Con l'aumento del dosaggio effetto letale aumenta la radiazione Più la radiazione è frazionata nel tempo, minore è il suo effetto dannoso (Fig. 2.17).

L'esposizione esterna alle particelle alfa e beta è meno pericolosa. Hanno un breve raggio d'azione nel tessuto e non raggiungono l'ematopoietico e altro organi interni. Con l'irradiazione esterna è necessario tenere conto dell'irradiazione gamma e neutronica, che penetrano nel tessuto a grande profondità e lo distruggono, come discusso più dettagliatamente sopra.

5. DUE TIPI DI IRRADIAZIONE DEL CORPO: ESTERNA ED INTERNA

Le radiazioni ionizzanti possono colpire l’uomo in due modi. Il primo modo è esposizione esterna da una fonte situata all'esterno del corpo, che dipende principalmente dal fondo di radiazioni dell'area in cui vive la persona o da altro fattori esterni. Secondo - radiazione interna, causato dall'ingestione di una sostanza radioattiva nell'organismo, principalmente attraverso il cibo.

Il cibo e l'aria contenenti isotopi di plutonio e americio, che hanno un'elevata attività alfa, rappresentano un grande pericolo. Il plutonio depositato in seguito al disastro di Chernobyl è il più pericoloso sostanza cancerogena. Le radiazioni alfa hanno un elevato grado di ionizzazione e, quindi, una maggiore capacità dannosa per i tessuti biologici.

L'ingresso del plutonio, così come dell'americio, attraverso le vie respiratorie nel corpo umano causa oncologia malattie polmonari. Tuttavia, si dovrebbe tenere presente che il rapporto tra la quantità totale di plutonio e i suoi equivalenti americio, curio e numero totale il plutonio entrato nel corpo per inalazione è insignificante. Come ha stabilito Bennett, durante l'analisi test nucleari nell'atmosfera, negli Stati Uniti, il rapporto tra deposizione e inalazione è di 2,4 milioni a 1, ovvero la stragrande maggioranza dei radionuclidi contenenti alfa risultanti dai test armi nucleariè andato nel terreno senza avere impatto sull'uomo. Nell’impronta di Chernobyl sono state osservate anche particelle di combustibile nucleare, le cosiddette particelle calde che misurano circa 0,1 micron. Queste particelle possono anche essere inalate nei polmoni e rappresentare un grave pericolo.

Richiede irradiazione esterna ed interna varie misure precauzioni da prendere contro azione pericolosa radiazione.

L'esposizione esterna è generata principalmente da radionuclidi contenenti gamma e da raggi X. La sua capacità dannosa dipende da:

a) energia radiante;

b) durata dell'esposizione alle radiazioni;

c) distanza dalla sorgente di radiazione all'oggetto;

d) misure di protezione.

Esiste una relazione lineare tra la durata del tempo di irradiazione e la dose assorbita, e l'effetto della distanza sul risultato dell'esposizione alle radiazioni ha una relazione quadratica.

Per le misure di protezione contro le radiazioni esterne vengono utilizzati principalmente schermi protettivi in ​​piombo e cemento lungo il percorso delle radiazioni. L'efficacia di un materiale come scudo contro la penetrazione dei raggi X o dei raggi gamma dipende dalla densità del materiale, nonché dalla concentrazione di elettroni in esso contenuti.

Mentre è possibile proteggersi dalle radiazioni esterne con appositi schermi o altre azioni, ciò non è possibile con le radiazioni interne.

Ce ne sono tre modi possibili, attraverso il quale i radionuclidi possono entrare nel corpo:

a) con il cibo;

b) attraverso le vie respiratorie con aria;

c) attraverso danni alla pelle.

Va notato che gli elementi radioattivi plutonio e americio entrano nell'organismo principalmente attraverso il cibo o l'inalazione e molto raramente attraverso lesioni cutanee.

Come osserva J. Hall, gli organi umani reagiscono alle sostanze che entrano nel corpo basandosi esclusivamente su natura chimica questi ultimi, indipendentemente dal fatto che siano radioattivi o meno. Elementi chimici come sodio e potassio si trovano in tutte le cellule del corpo. Di conseguenza, la loro forma radioattiva, introdotta nell'organismo, verrà distribuita anche in tutto l'organismo. Altro elementi chimici tendono ad accumularsi nei singoli organi, come accade con lo iodio radioattivo ghiandola tiroidea o calcio nel tessuto osseo.

La penetrazione delle sostanze radioattive con il cibo nel corpo dipende in modo significativo dalla loro interazione chimica. È stato stabilito che l'acqua clorata aumenta la solubilità del plutonio e, di conseguenza, la sua incorporazione negli organi interni.

Dopo che una sostanza radioattiva è entrata nel corpo, è necessario tenere conto della quantità di energia e del tipo di radiazione, dell'emivita fisica e biologica del radionuclide. Emivita biologica è il tempo necessario per eliminare la metà di una sostanza radioattiva dal corpo. Alcuni radionuclidi vengono eliminati rapidamente dal corpo e quindi non hanno il tempo di causare grande danno, mentre altri persistono nel corpo per un tempo considerevole.

L'emivita dei radionuclidi dipende in modo significativo da condizione fisica persona, la sua età e altri fattori. Viene chiamata la combinazione dell'emivita fisica e dell'emivita biologica periodo effettivo metà vita- più importante nel determinare la quantità totale di radiazioni. Viene chiamato l'organo più suscettibile all'azione di una sostanza radioattiva critico. Per vari organi critici sono stati sviluppati standard che determinano il contenuto consentito di ciascun elemento radioattivo. Sulla base di questi dati, i documenti regolamentano concentrazioni ammissibili sostanze radioattive nell'aria atmosferica, bevendo acqua, prodotti alimentari. In Bielorussia, in connessione con l'incidente di Chernobyl, repubblicano livelli consentiti contenuto di radionuclidi di cesio e stronzio nei prodotti alimentari e nell'acqua potabile (RDU-92). Nella regione di Gomel, alcuni prodotti alimentari cibo, ad esempio per i bambini, norme più rigorose. Tenendo conto di tutti i fattori e gli standard di cui sopra, sottolineiamo che la dose equivalente effettiva media annua di radiazioni umane non deve superare 1 mSv all’anno.

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Gli scienziati che studiano gli effetti delle radiazioni sugli organismi viventi sono seriamente preoccupati per la loro ampia distribuzione. Come ha detto uno dei ricercatori, umanità moderna nuotare in un oceano di radiazioni. Invisibile agli occhi Le particelle radioattive si trovano nel suolo e nell'aria, nell'acqua e nel cibo, nei giocattoli per bambini, nei gioielli per il corpo, nei materiali da costruzione e negli oggetti d'antiquariato. L'oggetto più innocuo a prima vista può rivelarsi pericoloso per la salute.

Il nostro corpo può anche essere definito radioattivo in piccola misura. I suoi tessuti contengono sempre gli elementi chimici di cui ha bisogno: potassio, rubidio e i loro isotopi. È difficile da credere, ma ogni secondo si verificano in noi migliaia di decadimenti radioattivi!

Qual è l'essenza delle radiazioni?

Il nucleo atomico è costituito da protoni e neutroni. La loro disposizione per alcuni elementi potrebbe, per dirla semplicemente, non avere del tutto successo, motivo per cui diventano instabili. Tali nuclei hanno energia in eccesso, di cui cercano di liberarsi. Puoi farlo nei seguenti modi:

• Vengono espulsi piccoli "pezzi" di due protoni e due neutroni (decadimento alfa).
• Nel nucleo il protone si trasforma in neutrone e viceversa. In questo caso vengono emesse particelle beta, che sono elettroni o loro doppi segno opposto- antielettroni.
• L'energia in eccesso viene rilasciata dal nucleo sotto forma di onda elettromagnetica (decadimento gamma).

Inoltre, il nucleo può emettere protoni, neutroni e cadere completamente in pezzi. Pertanto, nonostante il tipo e l'origine, qualsiasi tipo di radiazione rappresenta un flusso di particelle ad alta energia con velocità enorme (decine e centinaia di migliaia di chilometri al secondo). Ha un effetto molto dannoso sul corpo.

Conseguenze delle radiazioni sul corpo umano

Nel nostro corpo continuano continuamente due processi opposti: la morte e la rigenerazione cellulare. In condizioni normali, le particelle radioattive danneggiano fino a 8mila diversi composti nelle molecole di DNA all'ora, che il corpo poi ripara autonomamente. Pertanto, i medici ritengono che piccole dosi di radiazioni attivino il sistema protezione biologica corpo. Ma i grandi distruggono e uccidono.

Pertanto, la malattia da radiazioni inizia già dopo aver ricevuto 1-2 Sv, quando i medici registrano il suo 1o grado. In questo caso sono necessarie osservazioni ed esami di follow-up regolari malattie oncologiche. Una dose di 2-4 Sv significa già il 2° grado di malattia da radiazioni, che richiede un trattamento. Se gli aiuti arrivano in tempo, non ci sarà la morte. Una dose di 6 Sv è considerata letale quando, anche dopo un trapianto di midollo osseo, solo il 10° dei pazienti può essere salvato.

Senza un dosimetro, una persona non capirà mai di essere esposta a radiazioni pericolose. All'inizio, il corpo non reagisce a questo. Solo dopo un po 'possono comparire nausea, mal di testa, debolezza e febbre.

A dosi elevate l'esposizione alle radiazioni colpisce principalmente il sistema ematopoietico. Non ci sono quasi più linfociti, il cui numero determina il livello di immunità. Allo stesso tempo, aumenta il numero di guasti cromosomici (dicentrici) nelle cellule.

In media, il corpo umano non dovrebbe essere esposto a dosi di radiazioni superiori a 1 mlSv all’anno. Quando esposti a 17 Sv di radiazioni, la probabilità di sviluppare un cancro incurabile si avvicina al suo valore massimo.

Maggiori informazioni su come le radiazioni influenzano il corpo umano

Danni agli atomi cellulari. Il processo di esposizione del corpo alle radiazioni è chiamato irradiazione. Si tratta di una forza estremamente distruttiva che trasforma le cellule, deforma il loro DNA, portando a mutazioni e danni genetici. Processo distruttivo può essere attivato da una sola particella di radiazione.

Gli esperti confrontano l'effetto delle radiazioni ionizzanti con palla di neve. Tutto inizia in piccolo, poi il processo aumenta fino a quando non si verificano cambiamenti irreversibili. A livello atomico succede così. Le particelle radioattive volano a velocità enormi, espellendo gli elettroni dagli atomi. Di conseguenza, questi ultimi acquisiscono Carica positiva. Solo in questo risiede la materia “oscura” delle radiazioni. Ma le conseguenze di tali trasformazioni possono essere catastrofiche.

Un elettrone libero e un atomo ionizzato entrano in reazioni complesse che portano alla formazione di radicali liberi. Ad esempio, l'acqua (H 2 O), che costituisce l'80% della massa umana, si decompone sotto l'influenza delle radiazioni in due radicali: H e OH. Queste particelle patologicamente attive reagiscono con importanti composti biologici: molecole di DNA, proteine, enzimi, grassi. Di conseguenza, il numero di molecole e tossine danneggiate nel corpo aumenta e il metabolismo cellulare ne risente. Dopo qualche tempo le cellule colpite muoiono o le loro funzioni vengono gravemente compromesse.

Cosa succede ad un organismo irradiato? A causa del danno al DNA e delle mutazioni genetiche, la cellula non può dividersi normalmente. Esattamente questo conseguenza pericolosa esposizione alle radiazioni. Quando si riceve una dose elevata, il numero di cellule colpite è così grande che organi e sistemi potrebbero non funzionare correttamente. I tessuti in cui avviene la divisione cellulare attiva sono i più difficili da percepire le radiazioni:

• midollo osseo;
• polmoni,
• Mucosa gastrica,
• intestini,
• genitali.

Inoltre, anche un oggetto debolmente radioattivo con un contatto prolungato provoca danni al corpo umano. Quindi, il tuo pendente preferito o l'obiettivo della tua fotocamera possono diventare una bomba a orologeria per te.

Questo è l'enorme pericolo dell'influenza delle radiazioni sugli organismi viventi per molto tempo non si mostra affatto. Il "nemico" penetra attraverso i polmoni, il tratto gastrointestinale, la pelle e la persona non lo sospetta nemmeno.

A seconda del grado e della natura dell’esposizione, i suoi risultati sono:

• malattia acuta da radiazioni;
• disfunzione del sistema nervoso centrale;
• Locale lesioni da radiazioni(ustioni);
• neoplasie maligne;
• leucemia;
• malattie immunitarie;
• infertilità;
• mutazioni.

Sfortunatamente, la natura non ha fornito all'uomo sensi che possano dargli segnali di pericolo quando si avvicina a una fonte radioattiva. Proteggiti da questo “sabotaggio” senza averlo sempre a portata di mano dosimetro domestico impossibile.

Come proteggersi da dosi eccessive di radiazioni?

È più facile proteggersi da fonti esterne. Le particelle alfa verranno bloccate da un normale foglio di cartone. Le radiazioni beta non penetrano nel vetro. Una spessa lastra di piombo o un muro di cemento possono “coprire” dai raggi gamma.

La situazione peggiore si verifica con l'irradiazione interna, in cui la fonte si trova all'interno del corpo, dopo essere arrivata lì, ad esempio, dopo l'inalazione polvere radioattiva oppure cena con funghi “conditi” con cesio. In questo caso, le conseguenze delle radiazioni sono molto più gravi.

Più migliore protezione dalle radiazioni ionizzanti domestiche: rilevamento tempestivo delle sue fonti. Ti aiuteranno in questo dosimetri domestici RADEX. Con tali dispositivi a portata di mano, la vita è molto più tranquilla: in qualsiasi momento puoi esaminare qualsiasi cosa per la contaminazione da radiazioni.