Possibile irradiazione esterna e interna del corpo. L'esposizione all'esterno è caratterizzata dall'effetto sul soggetto delle radiazioni ionizzanti provenienti dall'esterno. L'esposizione interna è l'irradiazione del corpo, dei suoi singoli organi e tessuti con radiazioni ionizzanti da sostanze radioattive che sono entrate nel corpo.

Il rischio biologico dell'esposizione esterna è determinato dal tipo e dall'energia della radiazione, dall'attività della sorgente di radiazione (ovvero, il numero di particelle o gamma quanti prodotti per unità di tempo), dalla distanza dalla sorgente e dalla durata dell'esposizione . I più pericolosi con l'esposizione esterna sono le radiazioni gamma e di neutroni.

La dimensione infinitamente piccola della gamma quanti rispetto alla dimensione degli elettroni e dei nuclei atomici consente loro di passare quasi senza ostacoli attraverso barriere abbastanza dense, perdendo sulla loro strada una piccola quantità energia. Il potere penetrante dei neutroni è dovuto alla loro neutralità.

L'esposizione interna è determinata da sostanze radioattive che penetrano nel corpo umano con aria, cibo, acqua, attraverso la pelle. Nai grande quantità- per inalazione. Dagli organi respiratori, le sostanze radioattive entrano nel sangue, nella linfa, tratto gastrointestinale. Il sangue trasporta sostanze radioattive in tutto il corpo, dove si depositano in vari organi e tessuti: ossa, fegato, milza, ghiandola tiroidea, ecc.

I gas radioattivi che entrano nel corpo durante la respirazione vengono espulsi da esso durante l'espirazione in quantità significativa. Quindi, ad esempio, il 95% del radon inalato da una persona viene espulso durante l'espirazione. I composti chimici solubili (radioattivi) vengono assorbiti più velocemente di quelli insolubili. Gli elementi che formano complessi stabili con le proteine ​​(ad esempio il piombo) vengono rimossi ancora più lentamente. La proporzione di sostanze radioattive in entrata attraverso la pelle è piccola. Tuttavia, per i gas radioattivi, la pelle è una membrana penetrante. È noto che i radionuclidi che sono entrati nel corpo vengono rimossi da esso a causa del decadimento radioattivo o in seguito a processi di escrezione biologica.

Con irradiazione interna, prima di tutto, la più radio organi sensibili in cui sono concentrati i radionuclidi. IN tessuto osseo lo stronzio-90 è concentrato, interrompendo la funzione dell'emopoiesi del midollo osseo, nella ghiandola tiroidea - iodio-131, causando infiammazione o addirittura cessazione del funzionamento, in tessuto muscolare cesio-137 uniformemente distribuito. Sono questi radionuclidi, che rappresentano il pericolo maggiore per il corpo umano, che hanno determinato la situazione radiologica dopo l'incidente di Chernobyl.

A seguito di un incidente al ROO, è possibile i seguenti tipi impatto radioattivo sulla popolazione:

Esposizione esterna durante il passaggio di una nube radioattiva;

Esposizione interna per inalazione di aerosol radioattivi di prodotti di fissione;

Esposizione da contatto dovuta a contaminazione radioattiva pelle e vestiti;

Esposizione esterna dovuta a contaminazione radioattiva della superficie terrestre, edifici, strutture, ecc.;

Esposizione interna dal consumo di cibo e acqua contaminati.

Durante lo studio dell'effetto sul corpo, sono state identificate le seguenti caratteristiche:

La presenza di un periodo latente di manifestazione dell'azione delle radiazioni ionizzanti, la cui durata si riduce se esposto a dosi elevate;

Le radiazioni colpiscono non solo un dato organismo vivente, ma anche la sua progenie;

Vari organi di un organismo vivente hanno la propria sensibilità alle radiazioni;

Non tutti gli organismi nel loro insieme reagiscono allo stesso modo alle radiazioni.

Quindi, l'effetto delle radiazioni su un organismo vivente è un complesso di molti processi fisici, fisico-chimici e biologici interconnessi di varia intensità e durata.

L'effetto biologico delle radiazioni su un organismo vivente inizia a livello cellulare. Le cellule sono composte da citoplasma e nucleo. Il principale elemento strutturale del nucleo sono i cromosomi, costituiti da molecole di DNA, che a loro volta sono costituite da sezioni separate: geni che trasportano informazioni ereditarie.

Le radiazioni ionizzanti provocano la rottura dei cromosomi. Ciò porta a un cambiamento nell'apparato genico. Se la rottura si verifica nelle cellule germinali, ciò porta a mutazioni (cioè alla comparsa di individui discendenti con altre caratteristiche). Sotto l'azione delle radiazioni ionizzanti, si verificano mutazioni dannose sotto forma di varie malformazioni congenite.

Oltre agli effetti genetici, si osservano i cosiddetti effetti somatici (corporei). Gli effetti Xomatic includono danni locali alla pelle ( ustione da radiazioni), cataratta degli occhi (oscuramento del cristallino), danni agli organi genitali, ecc.

A differenza degli effetti somatici, gli effetti genetici delle radiazioni sono difficili da rilevare, poiché agiscono su un piccolo numero di cellule e hanno un lungo periodo di latenza, misurabile in decine di anni dopo l'esposizione.

COME mezzi efficaci per ridurre l'effetto distruttivo delle radiazioni sul corpo umano, iniziò ad essere ampiamente utilizzata l'introduzione di sostanze chimiche nel corpo per proteggerlo dalle radiazioni ionizzanti. La protezione del corpo con l'aiuto di sostanze chimiche viene effettuata da:

1) l'introduzione di composti chimici nel mezzo che impediranno la formazione di radicali d'acqua e prodotti della trasformazione chimica delle molecole d'acqua;

2) l'introduzione di composti chimici in grado di assorbire intensamente la radiazione dell'acqua;

3) l'introduzione nel corpo di sostanze - quencher, provocando la transizione dell'energia delle molecole eccitate in energia termica e contribuendo così ad un aumento della radioresistenza del corpo. Queste sostanze sono chiamate protettori. Questi includono, ad esempio, amminoacidi contenenti zolfo. L'uso di protettori non preclude altri metodi come protezione biologica, aumentando la radioresistenza complessiva del corpo con l'aiuto di alcune vitamine.

I protettori dalle radiazioni chimiche si sono dimostrati abbastanza efficaci nella pratica. Tuttavia, deve essere chiaro che la protezione del corpo dall'azione delle radiazioni sarà efficace quando si tratta di un complesso di misure tecniche, organizzative e sanitarie e igieniche.

i nostri corpi insieme all'aria.

radiazione naturale.

irradiazione.

è stata effettuata.

Secondo staynatural.ru

Radiazioni intorno a noi. È naturale per il nostro ambiente

pianeti - la radiazione è esistita sulla Terra sin dal suo inizio.

Di conseguenza, la vita si è sviluppata in condizioni di costante ionizzazione

radiazioni sul pianeta. La radiazione viene dallo spazio, dalla terra e anche

prodotto all'interno del nostro corpo. Le radiazioni sono presenti nell'aria

che respiriamo, nel cibo e nell'acqua, così come nei materiali da costruzione,

che usiamo per le nostre case. Alcuni prodotti contengono

più radiazioni di altri (come banane e noci brasiliane). IN

case fatte di pietra e mattoni, il livello di radiazione è più alto che negli edifici fatti di

albero e canna. Il granito ha il più alto livello di radiazioni

tra i materiali da costruzione.

Il livello di radiazione naturale sul pianeta varia da regione a

regione. Dipende dal tipo di terreno (le regioni montuose ne ricevono di più

radiazioni dallo spazio), così come il tipo di suolo (nei luoghi in cui l'uranio

il livello di radiazione è molto più alto). La maggior parte radiazioni per le persone

deriva dal radon, un gas prodotto nella crosta terrestre che entra

i nostri corpi insieme all'aria.

L'abitante medio del pianeta riceve la metà dell'esposizione da

fonti naturali. I professionisti medici sono generalmente responsabili dell'altra metà.

esami (radiografia, ecc.). Da fonti naturali di solito

otteniamo circa 310 miglia R. Di solito, due terzi di questa radiazione sono emessi dai gas

radon e toron. Il restante terzo viene dallo spazio, dalla terra e da

i nostri stessi corpi. Tuttavia, fino ad ora, gli scienziati non l'hanno fatto

trovato alcun potenziale impatto negativo naturale

radiazioni su una persona e la sua salute.

Una persona riceve anche una piccola dose di creato artificialmente

radiazioni (da raggi X, apparecchiature, antenne, ecc.), che di solito non lo fanno

supera le 310 miglia. La tomografia computerizzata, ad esempio, ci fornisce una dose

circa 150 miglia. Procedure come i raggi X e la fluorografia danno di più

da qualche parte intorno a 150 miglia. Inoltre, ha un certo livello di radiazioni

alcuni prodotti: tabacco, fertilizzanti, saldatrici, puntatori

Uscita, oggetti luminosi al buio, rilevatori di fumo. Esattamente

pertanto è abbastanza difficile determinare il livello esatto di esposizione per anno

individuale: dipende dalle abitudini personali, dal lavoro, dal luogo

residenza, ecc. Sebbene ci siano differenze tra naturale e

radiazioni create artificialmente, entrambi i tipi influenzano ugualmente una persona.

Effetti biologici delle radiazioni sull'uomo

Determiniamo l'effetto biologico delle radiazioni in base al suo effetto sulla vita

cellula. In caso di bassa esposizione, l'effetto biologico di tale

non basta che spesso sia semplicemente impossibile determinarlo. Al corpo umano

ci sono alcuni meccanismi protettivi, sia contro le radiazioni che contro

cancerogeni chimici. Pertanto, l'effetto biologico delle radiazioni

per cellula vivente può essere ridotto a tre opzioni: (1) cellula danneggiata

si ripristina, fermando le conseguenze negative. (2) gabbia

muore, poiché milioni di cellule muoiono ogni giorno, ed è sostituito da uno nuovo in

corso dei processi biologici naturali. (3) la cella è riparata

sbagliato, portando a variazioni biofisiche.

L'associazione tra radiazioni e sviluppo del cancro è stata osservata principalmente in

elevati livelli di esposizione (ad esempio, quando la bomba atomica è esplosa in Giappone,

o quando si sottopone a determinate terapie che coinvolgono forti

irradiazione). Cancro associato ad alta esposizione (superiore a 50.000 miR)

include leucemia, mammella, vescica, colon, fegato,

polmoni, esofago, testicoli e stomaco. Letteratura scientifica suggerisce anche

legame tra radiazioni ionizzanti e cancro alla prostata,

cavità nasale, faringe e laringe, così come il pancreas. Periodo

tra l'irradiazione e lo sviluppo immediato del cancro è chiamato latente e

può continuare per diversi anni. Il cancro causato dalle radiazioni non può essere

distinguere da una malattia che è sorta per altri motivi. È per questo,

Istituto Nazionale cancro Gli Stati Uniti lo sottolineano

altre abitudini e fattori (fumo, consumo di alcol e

dieta) influenzano in modo significativo lo sviluppo delle stesse malattie.

Sebbene un'elevata esposizione sia associata al cancro, questo momento Non ancora

prove che basse dosi di radiazioni (meno di 10.000 miR)

può causare lo sviluppo del cancro. Le persone che vivono in

regioni con alti livelli di radiazione naturale, non più esposte

queste malattie rispetto ai residenti delle regioni con più basso livello

radiazione naturale.

Tuttavia, le autorità di protezione dalle radiazioni continuano ad agire

sulla base del presupposto che qualsiasi quantità di radiazioni può portare a

cancro, e maggiore è la dose di radiazioni, maggiore è la probabilità

sviluppo del cancro. Questa ipotesi è ora considerata con dubbio e

considerato alquanto esagerato.

Le forti radiazioni tendono a uccidere le cellule, mentre

basso - danneggiarli e modificare l'anno genetico (DNA) dell'irradiato

cellule. Le forti radiazioni possono uccidere così tante cellule che esso

porta a danni immediati a tessuti e organi. In questo caso, il corpo

reagisce a un'emergenza: questa reazione è chiamata acuta

sindrome da radiazioni Maggiore è la dose di radiazioni, più velocemente si manifesta.

impatto, e più è probabile che muoia. Questa sindrome è stata osservata in

molti sopravvissuti alla bomba nucleare del 1945, nonché lavoratori

Centrale nucleare di Chernobyl nel 1986. Circa 134 lavoratori della stazione e

I vigili del fuoco che hanno cercato di spegnere le fiamme sono stati sottoposti a un potente intervento

radiazione (80.000 -1.600.000 miR). 28 di loro sono morti entro 3

mesi dopo l'incidente. Due sono morti entro 2 giorni per ustioni e

irradiazione.

Le radiazioni colpiscono le persone in modi diversi. Ecco perché una dose letale

l'irradiazione è molto difficile da stabilire. Tuttavia, si ritiene che

metà della popolazione mondiale morirebbe entro 30 giorni dall'esposizione

350.000 - 500.000 miglia della durata da pochi minuti a

alcune ore. Esito letale e sua durata in questo caso dipende da

lo stato di salute umana prima dell'esposizione e la qualità delle cure mediche

servizio ricevuto dopo. Tuttavia, la morte è possibile

solo quando irradia tutto il corpo. Quando si irradiano le sue singole parti,

i risultati saranno meno drammatici, ad esempio ustioni della pelle.

Basse dosi di radiazioni (meno di 10.000 miR) della durata di

per un lungo periodo di tempo non causa immediata

danni ai singoli organi. L'impatto è debole, ma a lungo termine

L'esposizione si manifesta a livello cellulare. Pertanto, cambiamenti nel corpo

una persona può passare nascosta per decenni (da 5 a 20

I cambiamenti a livello genetico e lo sviluppo del cancro sono i principali

rischi associati all'esposizione radioattiva. Probabilità di sviluppare il cancro

dopo l'irradiazione è 5 volte superiore alla probabilità di una mutazione genetica. A

gli effetti genetici includono il cambiamento cellule riproduttive, Quale

trasmesso ai bambini. Tale mutazione può verificarsi nel primo

generazioni di discendenti, o dopo diverse generazioni, a seconda

se i geni mutati sono dominanti o recessivi.

Sebbene la trasmissione del gene mutato sia stata dimostrata in laboratorio

sugli animali, nei discendenti di persone sopravvissute all'esplosione di una bomba nucleare in

Hiroshima e Nagasaki, non è stato osservato nulla di simile.

Gli studi americani non hanno registrato alcuna genetica

mutazioni nelle persone che vivono vicino centrali elettriche nucleari. Tuttavia

Tuttavia, va notato che gli studi su più in alto

la suscettibilità allo sviluppo del cancro nei residenti di queste regioni non è ancora stata

è stata effettuata.

Secondo staynatural.ru

Azione biologica radiazione.

Azione Radiazione ionizzante gli organismi viventi sono stati studiati da quando lo scienziato francese André Becquerel nel 1896 riuscì a scoprire il fenomeno della radioattività. Quelli ionizzanti lo sono raggi X E radiazioni gamma manifestato sotto forma di porzioni di energia, o cosiddetti quanti.

Sorvolando il guscio di un atomo, i quanti e le particelle sono in grado di estrarne un elettrone. Avendo perso un elettrone caricato negativamente, gli atomi e le molecole diventano ioni caricati positivamente. Ecco come va il processo in generale ionizzazione atomi e molecole. Insieme a questo, quando le radiazioni ionizzanti interagiscono con solventi di molecole biologiche (acqua o grassi), sorgono altri prodotti di ionizzazione - i radicali liberi(frammenti attivi di molecole) che hanno uno o due elettroni spaiati.

Ioni e radicali, a causa della loro elevata reattività, sono in grado di entrare in complesse reazioni chimiche con altre molecole e inoltre gli elettroni eliminati dalle radiazioni possono causare sempre più atti di ionizzazione. Una tale catena di eventi di solito porta a vari cambiamenti distruttivi nelle macromolecole che compongono i sistemi viventi.

Sorprendentemente diversa era la sensibilità alle radiazioni delle macromolecole biologiche situate in una provetta (fuori dal corpo) e nella composizione delle cellule viventi. Il danno allo 0,001-0,1% del DNA, che praticamente non viene catturato all'esterno del corpo, porta a una catastrofe se queste macromolecole fanno parte di una cellula vivente. Questa differenza può essere spiegata principalmente da due motivi. Innanzitutto, le macromolecole del DNA che compongono i geni sono uniche. Sono contenuti nel nucleo cellulare nella quantità di una, due o più copie. Pertanto, la loro ripetibilità è limitata. In secondo luogo, in una cellula vivente e nell'intero organismo esistono vari tipi di meccanismi che potenziano notevolmente l'effetto iniziale. Questo potenziamento si manifesta, ad esempio, nel fatto che un cambiamento (mutazione) di un solo gene nella cellula germinale successivamente - durante la sua fecondazione e maturazione del feto - riproduce questa mutazione in tutte le cellule del corpo sotto forma di deviazioni nella struttura e nelle funzioni.

Linfociti e altre cellule sistema immunitario sono cellule somatiche. Il processo di morte delle cellule somatiche a seguito dell'irradiazione è stato studiato in modo più completo. Esistono due tipi principali di morte cellulare al contatto con le radiazioni: riproduttivo(al momento della divisione cellulare) e interfase(durante il periodo di riposo - tra la divisione precedente e quella successiva).

In entrambi i casi, la principale causa di morte cellulare risiede nella violazione dei cromosomi, o meglio, nella rottura delle molecole di DNA. Ogni cromosoma è formato da due filamenti di DNA. A seconda dell'intensità della radiazione, può verificarsi una rottura in uno o entrambi i filamenti di DNA.

Le singole interruzioni in un thread vengono facilmente sanate (ripristinate). Per questo, nella cella "c'è uno speciale sistema di riparazione con una serie di enzimi riducenti. E se c'è un'interruzione simultanea di entrambi i thread. In questo caso, i fili vengono separati, la riparazione diventa una cella, di regola, muore. Con un'irradiazione intensa muoiono tutte le cellule in divisione (morte riproduttiva) e soprattutto quelle che presentano una rottura del DNA a doppio filamento. La morte interfase è associata al processo di maturazione delle cellule "a riposo" ed è il lotto di pochi tipi di cellule, compresi i linfociti. Le cellule interfase muoiono rapidamente - durante il primo giorno dopo l'irradiazione. I meccanismi per la sua attuazione non sono completamente compresi. C'è l'idea che la morte in interfase sia un'accelerazione della morte cellulare naturale e geneticamente programmata. Inizialmente, sotto l'influenza dell'enzima endonucleasi, il DNA viene distrutto e, successivamente, si verifica una violazione irreparabile dell'integrità delle membrane cellulari. Questa forma di morte si osserva non solo con l'esposizione alle radiazioni, ma anche con l'azione dei raggi UV, degli ormoni corticosteroidi e di alcuni farmaci sulla cellula. Pertanto, il fattore di radiazione non presenta particolari differenze rispetto ai fattori fisiologici che innescano i processi biologici. Probabilmente, le cellule sono in grado di tradurre qualsiasi evento molecolare sorto sotto l'influenza di vari fattori esterni, nel linguaggio standard dei segnali intracellulari.

Le forme riproduttive e interfase di morte delle cellule irradiate sono la causa del danno da radiazioni agli organismi superiori. Allo stesso tempo, a causa della morte dei linfociti, gli organi del sistema immunitario vengono svuotati alternativamente in due ondate. La prima devastazione si verifica a seguito della morte interfase. Successivamente si verifica a causa della morte delle cellule riproduttive. La morte riproduttiva, come si diceva, è soggetta a tutti i tessuti che si rinnovano intensamente. Questi includono tessuti ematopoietici, immunitari, generativi, tessuti della mucosa intestinale, ecc. È la loro sconfitta che costituisce la maggior parte del processo patologico, che viene chiamato malattia da radiazioni .

Un quadro più completo della lesione totale da radiazioni del corpo, a seconda della dose, lo considereremo con l'aiuto della Tabella 1.

Tabella 1 Scala degli effetti biologici per l'esposizione totale

Dose (Grigio)	Effetto
~2000	morte sotto la trave
10--100	forma cerebrale malattia da radiazioni ( coma, morte dopo 1-2 ore)
6--10	Forma intestinale di malattia da radiazioni (grave danno alla mucosa intestinale, morte in 3-12 giorni)
4--6	Forma del midollo osseo di malattia da radiazioni (grave danno al midollo osseo, violazione della mucosa intestinale)
2--4	La gravità media della malattia da radiazioni (riduzione media durata vita per 3-9 anni)
1--2	Stato di immunodeficienza (carcinogenesi post-radiazioni)
0,5--1	Violazione dell'ematopoiesi, disturbi primari dell'immunità, raddoppio delle mutazioni, aumento delle neoplasie maligne
0,1--0,5	Sterilità maschile temporanea
0,05--0,1	Registrazione delle mutazioni
0,002--0,05	Stimolazione dell'attività vitale
0,001--0,002	Attività vitale ottimale
Meno di 0,001	Oppressione dell'attività vitale

Tuttavia, anche in questo schema, la portata degli effetti biologici dell'azione post-radiazione è minima. Oltre a questi effetti, ce ne sono altri: varie violazioni delle funzioni degli immunociti, il rapporto quantitativo di varie forme di immunociti durante le loro interazioni cooperative, l'invecchiamento da radiazioni degli organi irradiati, il sistema immunitario, ecc.

Va detto che per tutte le radiazioni ionizzanti è consuetudine distinguere tre dosi Dose assorbita determinato dalla quantità di energia assorbita dall'oggetto irradiato, ed espresso in grigi. esposizione determinato dall'effetto di ionizzazione nell'aria in condizioni normali e indicato come "coulomb per kg" Equivalente determinato da effetti biologici ed espresso in sievert.

La tabella n. 2 riporta le unità di misura delle dosi indicate nel sistema internazionale di unità - SI e il loro rapporto con le unità non sistemiche (derivate).

È particolarmente necessario stabilire il rapporto tra unità di dosi assorbite, esposizione e dosi equivalenti per radiazioni gamma e raggi X, dove 1 Gy = 1 ZB e 1 rad = 1 rem. A causa del fatto che il grado di suscettibilità (radiosensibilità) degli oggetti biologici è determinato dalla dose assorbita di radiazioni e dalla suscettibilità di questo oggetto all'azione delle radiazioni, le dosi in Fig. 1 nel testo principale sono da noi espressi in grigio.

Danni da radiazioni al sistema immunitario

Per comprendere le caratteristiche dell'azione delle radiazioni su varie parti del sistema immunitario, dobbiamo rispondere alla domanda: come viene determinata la radiosensibilità degli oggetti biologici. Si ritiene che la radiosensibilità dipenda dalla dose assorbita e dalla suscettibilità di un oggetto biologico alle radiazioni. Viene valutato in modo diverso a diversi livelli biologici.

La radiosensibilità a livello di organismo, ad esempio, viene valutata utilizzando, LD 50/30, la dose letale che uccide il 50% degli organismi esposti entro 30 giorni dall'esposizione; a livello cellulare utilizzando la dose designata D 37 . Il fatto è che la radiosensibilità delle cellule è più conveniente : misurato solo in dosi alle quali, in media, c'è un colpo letale di particelle o quanti di energia per cellula. Ma poiché i risultati sono distribuiti in modo casuale, alcune celle vengono colpite due o tre volte, mentre altre non vengono colpite affatto. Secondo le leggi della statistica, tali celle non interessate risultano essere -37%. Pertanto, D 37 è stato preso come criterio per valutare la radiosensibilità delle cellule. Per la morte di cellule di qualsiasi tipo al momento della divisione, D 37 è approssimativamente lo stesso e ammonta a 1 Gy. Una dose simile per i linfociti che entrano in divisione. La sensibilità delle cellule in interfase (a riposo) è più varia, quindi D 37 per loro varia da 0,5 a 3 Gy.

Se parliamo della dose, la morte per radiazioni delle cellule si manifesta notevolmente entro 1 Gy. All'aumentare della dose, il numero di cellule morenti aumenta fino a 6-7 Gy. Successivamente, nel corpo rimangono solo cellule radioresistenti di tessuti linfoidi: macrofagi, elementi stromali (cellule del tessuto epiteliale e connettivo) che costituiscono la struttura degli organi, nonché alcuni dei linfociti funzionalmente maturi che sono invulnerabili alle radiazioni.

Se parliamo di tempo, i linfociti muoiono in più fasi. Per la prima volta in un giorno (dopo 6-12 ore) dopo l'irradiazione, inizia la morte cellulare interfasica, che porta a conseguenze molto tangibili. Quando le cellule muoiono, la dimensione di tutti gli organi linfoidi diminuisce. Sembrano svuotati, anche se la loro cornice di tessuto è completamente conservata. Successivamente inizia la seconda fase di devastazione degli organi linfoidi. Va avanti per i prossimi 3-4 giorni, ma molto più lentamente. In questa fase, la causa della devastazione è la morte riproduttiva delle cellule in divisione. La divisione cellulare in questo caso è provocata dall'afflusso di vari antigeni (microbici), la cui invasione è potenziata a causa della violazione delle barriere naturali (pelle, mucose, ecc.).

Il danno da radiazioni alle funzioni di barriera della pelle e delle mucose, in senso stretto, non è direttamente correlato al sistema immunitario. Ma questa circostanza testimonia l'importanza dell'integrità e della conservazione delle relazioni. vari sistemi Per sicurezza generale organismo.

L'interruzione delle barriere naturali da parte delle radiazioni, l'inondazione del corpo con la flora batterica e la transizione della maggior parte dei linfociti alla divisione creano il periodo più drammatico nel rapporto tra linfociti e radiazioni. Solo dopo 3-4 giorni la situazione cambia. A una dose relativamente tollerabile, cambia in meglio. Cellule non colpite o leggermente colpite dalle radiazioni; essendo passati alla fase di riposo, possono svilupparsi ulteriormente, passare alla fase della maturità e successivamente svolgere le loro funzioni immunologiche. I discendenti dei linfociti B (produttori di anticorpi) iniziano a secernere anticorpi, i T-killer distruggono attivamente le cellule bersaglio e gli aiutanti T sintetizzano e secernono proteine ​​​​regolatrici necessarie per l'interazione intercellulare (interleuchine, ecc.).

Nella fase della maturità funzionale, i linfociti, di norma, sono resistenti alle radiazioni anche a una dose di diverse decine di grigi. In questo stato, non sono minacciati dalla morte interfasica e hanno superato il pericolo della morte riproduttiva.

Tuttavia, la situazione cambia quando si ricevono dosi intollerabili di radiazioni. È molto difficile per il sistema immunitario compensare le enormi perdite. Pertanto, ogni volta che i linfociti irradiati vengono attaccati da una massa di antigeni, non è in gioco solo la vitalità delle cellule linfoidi, ma anche la vita stessa dell'organismo.

Parlando dell'interfase e della morte riproduttiva dei linfociti, stiamo essenzialmente discutendo della radiosensibilità di due fasi del ciclo di vita di queste cellule: la fase di riposo e la fase di divisione, sebbene la fase di riposo sia un concetto molto relativo. Durante questo periodo del ciclo di vita, le cellule o si differenziano, cioè maturano, passando da uno stadio di sviluppo all'altro, oppure, avendo raggiunto lo stadio di maturità; svolgere le loro mansioni dirette. Come puoi vedere, la radiosensibilità diversi stadi lo sviluppo può variare notevolmente. Illustriamolo con un esempio: i linfociti T. Le forme più giovani di cellule T, timociti precoci e il più resistente alla radio. Grazie a loro, il corpo, trovandosi in situazioni difficili, non è disarmato nel ripristino della popolazione irradiata di cellule T. Cellule della fase successiva- timociti corticali, al contrario, le cellule più radiosensibili del sistema immunitario, e forse l'intero organismo. Sono insolitamente fragili e quindi, sotto nessuno situazioni stressanti colpito per primo. Anche normalmente, la maggior parte di loro muore senza lasciare il timo. Nella fase successiva dello sviluppo, prima dell'incontro con l'antigene, le cellule, sebbene ancora radiosensibili, sono molto meno dei timociti corticali.

A studio comparativo la radiosensibilità degli immunociti ha rivelato che i linfociti B responsabili della formazione di anticorpi sono più radiosensibili dei linfociti T e tra questi i T-helper. : (specialmente quelli coinvolti nelle risposte immunitarie cellulari piuttosto che umorali). Sono le cellule T che si trovano tra i pochi linfociti sopravvissuti negli organi linfoidi dopo l'azione di alte dosi radiazione (decine di grigi). Si noti che le popolazioni di cellule B sono più omogenee nella radiosensibilità rispetto alle cellule T.

Quindi e vari gradi danno alle forme cellulari e umorali della risposta immunitaria, perché determinato dalla radiosensibilità delle cellule responsabili di queste forme di risposta (Fig. 1).

Fig 1. Sensibilità radio vari tipi risposta immunitaria

Le reazioni immunologiche, che si basano sulla risposta dei linfociti B (la formazione di anticorpi), sono maggiormente influenzate dalle radiazioni rispetto alle reazioni dei linfociti T. Più vulnerabile è protezione antibatterica associato alla produzione di anticorpi e meno - protezione antivirale, dipendenti dai linfociti T. Tuttavia, non ci sono regole senza eccezioni, come evidenziato da cellule soppressori. I loro progenitori non stimolati dall'antigene non differiscono nella radiosensibilità dalla maggior parte delle altre cellule T. Dopo il contatto con gli antigeni e la maturazione in forme funzionalmente attive, i T-soppressori si trovano in una posizione speciale. Invece di diventare radioresistenti dopo la stimolazione, mantengono una radiosensibilità piuttosto elevata. Pertanto, la maggior parte di loro muore a dosi di 4 - 6 Gy.

Abbastanza resistente alle radiazioni assassini naturali(cellule NK) responsabili dell'immunità antitumorale. D 37 per loro è nell'intervallo di 7-8 Gr. Non hanno bisogno di un precedente contatto con gli antigeni per funzionare come cellule killer o acquisire radioresistenza.

Cellule le memorie sono più radioresistenti dei linfociti "vergini" che non sono stati in contatto con l'antigene. Questo spiega la maggiore radioresistenza della risposta immunitaria secondaria rispetto alla risposta immunitaria primaria.

Tuttavia, la differenza tra la radiosensibilità dei linfociti vergini e cellule di memoria non è così grande da poter spiegare le differenze tra la radiosensibilità delle risposte primarie e secondarie. Questo processo, si è scoperto, dipende non solo dalle caratteristiche delle cellule, ma anche dall'elevato livello di equipaggiamento della risposta secondaria. Il fatto è che ci sono sempre molte più cellule disponibili di quelle necessarie per una risposta immunitaria efficace. Pertanto, la morte di una certa percentuale di cellule fino a un certo punto non ha quasi alcun effetto sul livello della risposta immunitaria.

Sotto irradiazione, tutti i processi associati alle radiazioni sono molto vulnerabili. con contatti intercellulari. Senza l'interazione cooperativa tra le cellule T-B-A, in pratica, non può funzionare nemmeno una singola reazione della risposta immunitaria. Esistono due tipi di interazione intercellulare: umorale (a distanza) E cellulare (contatto). Quando irradiato più fortemente, il secondo è interessato, che è associato a una specifica violazione dei sistemi recettoriali delle membrane cellulari. Abbiamo già accennato al fatto che i linfociti B non sono sempre in grado di far fronte da soli all'uno o all'altro focolaio della malattia. E poi le cellule T si precipitano in loro aiuto per completare il processo immunitario per contatto. Tuttavia, molto spesso il processo viene interrotto, poiché più i contatti intercellulari sono coinvolti nelle reazioni immunitarie, più le radiazioni li colpiscono. La risposta immunitaria dipende in gran parte da quando si è verificato l'incontro degli immunociti con gli antigeni, prima e dopo l'irradiazione. Nell'esperimento, questi processi vengono studiati sugli animali immunizzandoli, cioè iniettando loro antigeni.

Quando irradiato, il processo di penetrazione selettiva dei linfociti dal flusso sanguigno negli organi linfoidi viene interrotto. In questo caso, come dicono gli immunologi, viene violato l '"istinto di casa" dei linfociti, cioè la loro capacità di trovare la loro casa (organi linfoidi). Il motivo è una violazione dei sistemi di riconoscimento della membrana di queste cellule. Il percorso di migrazione dei linfociti ai linfonodi dell'intestino, delle vie respiratorie, ecc. è interrotto, sebbene il percorso verso la milza rimanga libero, il che è spiegato dalla peculiare struttura dei suoi capillari. Pertanto, si verifica una situazione in cui i linfociti penetrano liberamente nella milza, ma non possono migrare verso i linfonodi. E questo per loro è molto importante, perché è nei linfonodi che vengono reclutati, chiamati a servire per proteggere l'organismo dalle aggressioni esterne ed interne. Pertanto, la soppressione della risposta immunitaria nei linfonodi è più pronunciata che nella milza.

Dopo l'irradiazione, l'immunità viene soppressa a causa del danno agli immunociti e si manifesta con una diminuzione massima performance reazioni immunitarie(titolo anticorpale, attività killer) e rallentando il ritmo di stabilire un "nuovo livello massimo" di questi indicatori. Tutto questo rende cattiva influenza sulle funzioni difendibili, soprattutto dall'aggressione biologica esterna. Il sistema immunitario irradiato non è in grado di respingere adeguatamente i microbi che riempiono il corpo dopo l'irradiazione. I prodotti di scarto dei microbi hanno un ulteriore effetto immunosoppressivo sul corpo. La situazione è complicata dal fatto che, insieme alla flora patogena, la microflora obbligata (innocua o parzialmente benefica), che in precedenza viveva pacificamente nelle vie respiratorie e tratto digerente e sulla pelle. Quindi, secondario stati di immunodeficienza, il motivo per cui è il cosiddetto infezioni opportunistiche.

Il problema della transizione dei microbi obbligati a uno stato condizionatamente patogeno sta diventando più acuto a causa del deterioramento della situazione ecologica nel nostro ambiente. E il ruolo delle radiazioni qui, come sappiamo, è significativo.

Nell'immunologia delle radiazioni, quando si parla di radiosensibilità, la più comune noi stiamo parlando sulla morte cellulare da radiazioni. In realtà, la questione non si limita al fatto che la cellula sopravviva o muoia. Dopotutto, le cellule sopravvissute dopo l'irradiazione non sempre mantengono la loro funzione. Solitamente violato potenziale bioenergetico cellule, lavoro apparati nucleari, sistemi a membrana ecc. Il recupero completo nelle popolazioni di cellule irradiate si verifica raramente e il ripristino delle loro qualità funzionali è solitamente associato al loro rinnovamento quantitativo. I disturbi funzionali senza morte sono più caratteristici dei macrofagi e di altre cellule di supporto del sistema immunitario.

Non ci sono dubbi sulla diminuzione della resistenza agli agenti infettivi (immunità infettiva). Ma l'effetto delle radiazioni sull'immunità antitumorale è più complicato. Sebbene le radiazioni aumentino l'incidenza dei tumori, essi si sviluppano in un secondo momento.

Consideriamo brevemente i risultati dell'esposizione alle radiazioni a processi autoimmuni. A prima vista sembra inaspettato: perché, sullo sfondo del livello generale processi autoimmuni vengono attivate reazioni dirette contro gli antigeni delle proprie cellule e tessuti. Normalmente, la tolleranza (tolleranza) agli autoantigeni è assicurata in modo affidabile dai meccanismi di centrale e organi periferici sistema immunitario.

Al momento della maturazione dei linfociti a livello degli organi centrali, a primo scudo - abbattimento di cloni cellulari diretti contro antigeni self. Secondo scudo- il divieto di reazioni contro i loro antigeni viene effettuato dai soppressori, che impongono il loro "veto" al conflitto tra il sistema immunitario e le cellule del proprio corpo. Ma le radiazioni, colpendo entrambi gli scudi, violano le leggi della tolleranza. Di conseguenza, si osserva la distruzione dei tessuti e degli organi del corpo, gli autoantigeni vengono rilasciati dall'influenza delle relazioni naturali, la reazione all '"estraneo" si indebolisce e la reazione al "proprio" si intensifica. E questo significa che le radiazioni non solo sopprimono il sistema immunitario, ma pervertono il lavoro coordinato del sistema immunitario, violano le basi della sua attività.

Tutto quanto sopra ci consente di fare le seguenti generalizzazioni. Danno cellulare che porta alla loro morte o riduzione attività funzionale, - questo è il motivo dell'indebolimento del sistema immunitario. I più radiosensibili sono i linfociti. Tra entrambe le sottopopolazioni e linfociti ci sono distinzioni interne. I linfociti B sono più sensibili alle radiazioni rispetto ai linfociti T. Le differenze si trovano all'interno di una popolazione di cellule T. I più resistenti alla radio sono i T-helper e i più radiosensibili sono i T-soppressori. I radioresistenti includono anche natural killer e macrofagi. La maggior parte dei linfociti muore durante l'irradiazione nell'intervallo da 0,5 a 6 Gy. Il primo giorno muoiono principalmente le cellule in interfase e nei successivi 3-4 giorni (di solito in presenza di un antigene) muoiono le cellule in divisione.

Tutti i linfociti (tranne i soppressori) dopo il contatto con l'antigene e raggiungendo lo stadio maturo (effettore) acquisiscono una radioresistenza aumentata. Come risultato dell'irradiazione, l'immunità anti-infettiva è la più colpita. Anche l'immunità antitumorale è interessata, ma le conseguenze non vengono rilevate se non più tardi. a lungo. L'autoimmunità, a differenza delle prime due, al contrario, è potenziata. Nonostante la radiosensibilità relativamente elevata dei linfociti, il sistema immunitario è il più vulnerabile tra gli altri sistemi del corpo entro dosi non superiori alla media letale proprio dal sistema immunitario responsabile dell'integrità individuale di un particolare organismo.

Fattori che influenzano il danno da radiazioni. L'effetto biologico finale è influenzato vari fattori, che si dividono principalmente in fisico, chimico e biologico. Tra i fattori fisici in primo luogo vi è il tipo di radiazione, caratterizzato da relativa efficienza biologica. Le differenze di azione biologica sono dovute al trasferimento lineare di energia di questo tipo di radiazioni ionizzanti, che è associato alla densità di ionizzazione e determina la capacità della radiazione di penetrare negli strati della sostanza che la assorbe. L'RBE rappresenta il rapporto tra la dose di radiazione standard (isotopo 60Co o radiazione di raggi X da 220 kV) e la dose della radiazione studiata, che fornisce un effetto biologico uguale. Poiché molti effetti biologici possono essere selezionati per il confronto, esistono diversi valori RBE per la radiazione in esame. Se l'effetto catarattogeno viene preso come indicatore dell'azione post-radiazione, il valore RBE per i neutroni di fissione è compreso tra 5 e 10 a seconda del tipo di animali irradiati, mentre secondo un criterio importante - lo sviluppo di radiazioni acute malattia - l'RBE dei neutroni di fissione è approssimativamente 1. Il prossimo fattore fisico significativo è la dose di radiazioni ionizzanti, che nel Sistema internazionale di unità (SI) è espressa in grigio (Gy). 1 Gy = 100 rad, 1 rad = 0,975 R. Lo sviluppo delle sindromi da danno da radiazioni e l'aspettativa di vita dopo l'esposizione dipendono dalla dose assorbita. Quando si analizza la relazione tra la dose ricevuta dall'organismo dei mammiferi e un certo effetto biologico, viene presa in considerazione la probabilità che si verifichi. Se l'effetto si manifesta in risposta all'irradiazione, indipendentemente dalla dose assorbita, appartiene alla categoria dello stocastico. Ad esempio, gli effetti ereditari delle radiazioni sono considerati stocastici. Al contrario, si osservano effetti non stocastici dopo che è stata raggiunta una certa soglia di dose di radiazioni. Ad esempio, si può indicare l'opacità del cristallino, l'infertilità, ecc. Nelle Raccomandazioni della Commissione internazionale per la protezione radiologica (n. 26, 1977), gli effetti stocastici e non stocastici sono definiti nel seguente modo: “Stocastici sono quegli effetti non soglia per i quali la probabilità del loro accadimento (e non tanto la loro gravità) è considerata in funzione della dose. Gli effetti non stocastici sono quelli in cui la gravità del danno varia con la dose e, quindi, per i quali può esistere una soglia. Le sostanze radioprotettive chimiche, a seconda della loro efficacia, riducono l'effetto biologico delle radiazioni in caso migliore 3 volte. Non possono impedire il verificarsi di effetti stocastici. Fattori chimici significativi che modificano l'effetto delle radiazioni ionizzanti includono la concentrazione di ossigeno nei tessuti del corpo nei mammiferi. La sua presenza nei tessuti, specialmente durante l'esposizione ai raggi gamma o ai raggi X, potenzia gli effetti biologici delle radiazioni. Il meccanismo dell'effetto dell'ossigeno è spiegato dall'aumento dell'effetto principalmente indiretto della radiazione. La presenza di ossigeno nel tessuto irradiato al termine dell'esposizione ha l'effetto opposto. Per caratterizzare l'esposizione, insieme all'entità della dose totale, è importante la durata dell'esposizione. La dose di radiazione ionizzante, indipendentemente dal tempo della sua azione, provoca lo stesso numero di ionizzazioni nell'organismo irradiato. La differenza, tuttavia, sta nella quantità di riparazione del danno da radiazioni. Di conseguenza, si osserva un minor danno biologico con un'irradiazione di potenza inferiore. Il tasso di dose assorbita è espresso in grigi per unità di tempo, ad esempio Gy / min, mGy / h, ecc. Il cambiamento nella radiosensibilità dei tessuti corporei ha un grande valore pratico. Questo libro è dedicato ai radioprotettori, nonché alle sostanze che riducono la radiosensibilità dell'organismo, ma ciò non significa che sottovalutiamo la ricerca sui radiosensibilizzatori; il loro studio è condotto principalmente nell'interesse della radioterapia. CLASSIFICAZIONE E CARATTERISTICHE DELLE SOSTANZE RADIOPROTETTIVE L'effetto radioprotettivo è stato riscontrato in numerose sostanze di diversa struttura chimica. Poiché questi composti eterogenei hanno proprietà molto diverse, a volte opposte, è difficile separarli in base a azione farmacologica. Nella maggior parte dei casi, una singola somministrazione di radioprotettori è sufficiente per la manifestazione di un effetto radioprotettivo nel corpo di un mammifero. Esistono però anche sostanze che aumentano la radioresistenza solo dopo ripetute somministrazioni. I radioprotettori si differenziano anche per l'efficacia della protezione che creano. Ci sono quindi molti criteri in base ai quali possono essere classificati. Dal punto di vista pratico, è opportuno suddividere i radioprotettori in base alla durata della loro azione, evidenziando le sostanze a breve termine e quelle a lungo termine. 1. I radioprotettori o una combinazione di radioprotettori con una breve durata d'azione (entro minuti o ore) sono destinati alla protezione una tantum contro l'esposizione esterna acuta. Tali sostanze o loro combinazioni possono essere somministrate agli stessi individui e ripetutamente. Come mezzo protezione personale queste sostanze possono essere utilizzate prima della presunta esplosione di un'arma nucleare, dell'ingresso in una zona di contaminazione radioattiva, o prima di ogni esposizione radioterapica locale. Nello spazio, possono essere utilizzati per proteggere gli astronauti dalle radiazioni causate dai brillamenti solari. 2. Le sostanze radioprotettive a lunga durata d'azione sono destinate ad un aumento più prolungato della radioresistenza del corpo. Per ottenere un effetto protettivo, di norma, è necessario aumentare l'intervallo dopo la somministrazione di tali sostanze a circa 24 ore, a volte è necessaria una somministrazione ripetuta. L'applicazione pratica di queste protezioni è possibile per i professionisti che lavorano con radiazioni ionizzanti, per gli astronauti durante i voli spaziali a lungo termine, nonché per la radioterapia a lungo termine. D'altra parte, un effetto protettivo a lungo termine si verifica principalmente dopo l'introduzione di sostanze origine biologica; questo è indicato come radioprotezione biologica. I requisiti per i radioprotettori dipendono dal luogo di applicazione dei farmaci; in ambito ospedaliero, la via di somministrazione non è particolarmente importante. Nella maggior parte dei casi, i requisiti dovrebbero soddisfare gli obiettivi dell'utilizzo dei radioprotettori come dispositivi di protezione individuale. Secondo Saxonov et al. (1976) tali requisiti devono essere almeno i seguenti: - il farmaco deve essere sufficientemente efficace e non provocare reazioni avverse significative; - agire rapidamente (entro i primi 30 minuti) e relativamente lungo (almeno 2 ore); - deve essere atossico con un coefficiente terapeutico di almeno 3; - non dovrebbe fornire anche a breve termine influenza negativa sulla capacità di una persona di lavorare o indebolire le competenze da lui acquisite; - avere una forma di dosaggio conveniente: per somministrazione orale o iniezioni con un tubo per siringa con un volume non superiore a 2 ml; - non dovrebbe fornire effetti dannosi sul corpo con dosi ripetute o hanno proprietà cumulative; - non dovrebbe ridurre la resistenza del corpo ad altri fattori avversi ambiente esterno; - il farmaco deve essere stabile durante la conservazione, mantenere la sua protezione e proprietà farmacologiche almeno 3 anni. Requisiti meno rigorosi si applicano ai radioprotettori destinati all'uso in radioterapia. Sono complicati, tuttavia, da una condizione importante: la necessità di un'azione protettiva differenziata. Dovrebbe essere assicurato alto livello proteggere i tessuti sani e il tessuto tumorale minimo. Questa distinzione consente di potenziare l'effetto di una dose terapeutica di radiazioni applicata localmente sul fuoco del tumore senza gravi danni ai tessuti sani che lo circondano.

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Saggio

Soggetto:

Piano:

introduzione

1 Effetti diretti e indiretti delle radiazioni ionizzanti

2 L'impatto delle radiazioni ionizzanti sui singoli organi e sul corpo nel suo insieme

3 mutazioni

4 Effetto di alte 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 di radiazione è presente sul nostro pianeta sin dalla sua formazione e, come hanno dimostrato ulteriori studi, le radiazioni ionizzanti, insieme ad altri fenomeni di natura fisica, chimica e biologica, hanno accompagnato lo sviluppo della vita sulla Terra. Tuttavia, l'effetto fisico delle radiazioni iniziò a essere studiato solo alla fine del XIX secolo e i suoi effetti biologici sugli organismi viventi - a metà del XX. Le radiazioni di ionizzazione si riferiscono a quei fenomeni fisici che non sono percepiti dai nostri sensi, centinaia di specialisti, lavorando con le radiazioni, hanno ricevuto ustioni da radiazioni da alte dosi di radiazioni e sono morti per tumori maligni causati dalla sovraesposizione.

Tuttavia, oggi la scienza mondiale sa di più sugli effetti biologici delle radiazioni che sugli effetti di qualsiasi altro fattore di natura fisica e biologica nell'ambiente.

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

L'effetto delle radiazioni ionizzanti sul corpo non è percepibile da una persona. Le persone non hanno un organo di senso che percepirebbe le radiazioni ionizzanti. Esiste un cosiddetto periodo di benessere immaginario: il periodo di incubazione per la manifestazione dell'azione delle radiazioni ionizzanti. La sua durata è ridotta dall'irradiazione ad alte dosi.

· L'azione da piccole dosi può essere riassunta o accumulata.

· Le radiazioni agiscono non solo su un determinato organismo vivente, ma anche sulla sua progenie: questo è il cosiddetto effetto genetico.

Vari organi di un organismo vivente hanno la propria sensibilità alle radiazioni. Con una dose giornaliera di 0,002-0,005 Gy, si verificano già cambiamenti nel sangue.

· Non tutti i corpi nel loro insieme percepiscono le radiazioni allo stesso modo.

· L'irraggiamento dipende dalla frequenza. Una singola irradiazione ad alta dose provoca conseguenze più profonde rispetto all'irradiazione frazionata.

1. EFFETTI DIRETTI ED INDIRETTI DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI

Onde radio, onde luminose, energia termica del sole: tutte queste sono varietà di radiazioni. Tuttavia, la radiazione sarà ionizzante se è in grado di rompere i legami chimici delle molecole che compongono i tessuti di un organismo vivente e, di conseguenza, causare cambiamenti biologici. L'azione delle radiazioni ionizzanti avviene a livello atomico o molecolare, indipendentemente dal fatto che siamo esposti a radiazioni esterne o riceviamo sostanze radioattive dal cibo e dall'acqua, che sconvolgono l'equilibrio dei processi biologici nel corpo e portano a conseguenze negative. Gli effetti biologici dell'influenza delle "radiazioni sul corpo umano sono dovuti all'interazione dell'energia della radiazione con il tessuto biologico. L'energia trasferita direttamente agli atomi e alle molecole dei tessuti biologici è chiamata diretto l'azione delle radiazioni Alcune cellule, a causa della distribuzione non uniforme dell'energia delle radiazioni, saranno danneggiate in modo significativo.

Un effetto diretto è cancerogenesi o lo sviluppo del cancro. Un tumore canceroso si verifica quando una cellula somatica perde il controllo del corpo e inizia a dividersi attivamente. La causa principale di ciò è una violazione del meccanismo genetico, chiamato mutazioni. Quando una cellula tumorale si divide, produce solo cellule tumorali. Uno degli organi più sensibili agli effetti delle radiazioni è la ghiandola tiroidea. Pertanto, il tessuto biologico di questo organo è il più vulnerabile in termini di sviluppo del cancro. Il sangue non è meno suscettibile all'influenza delle radiazioni. La leucemia o cancro del sangue è uno degli effetti comuni dell'esposizione diretta alle radiazioni. particelle cariche penetrano nei tessuti del corpo, perdono la loro energia a causa delle interazioni elettriche con gli elettroni degli atomi interazione elettrica accompagna il processo di ionizzazione (estrazione di un elettrone da un atomo neutro)

Fisico-chimico i cambiamenti accompagnano il verificarsi nel corpo di estremamente pericoloso " i radicali liberi".

Oltre alle radiazioni ionizzanti dirette, esiste anche un effetto indiretto o indiretto associato alla radiolisi dell'acqua. Durante la radiolisi, ci sono i radicali liberi - alcuni atomi o gruppi di atomi con elevata attività chimica. La caratteristica principale dei radicali liberi sono gli elettroni in eccesso o spaiati. Tali elettroni sono facilmente spostati dalle loro orbite e possono partecipare attivamente a una reazione chimica. È importante che sia molto piccolo cambiamenti esterni può 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 composti attivi come il perossido di idrogeno, l'idrossido e l'ossigeno atomico. La maggior parte dei radicali liberi sono neutri, ma alcuni possono avere una carica positiva o negativa.

Se il numero di radicali liberi è basso, il corpo ha la capacità di controllarli. Se ce ne sono troppi, il lavoro viene interrotto. sistemi di protezione, attività di vita singole funzioni organismo. I danni causati dai radicali liberi aumentano rapidamente in una reazione a catena. Entrando nelle cellule, interrompono l'equilibrio del calcio e la codifica delle informazioni genetiche. Tali fenomeni possono portare a fallimenti nella sintesi delle proteine, che è una funzione vitale dell'intero organismo, perché. proteine ​​difettose interrompono il sistema immunitario. I principali filtri del sistema immunitario: i linfonodi lavorano in modalità sovraccaricata e non hanno il tempo di separarli. Pertanto, le barriere protettive si indeboliscono e si creano condizioni favorevoli nel corpo per la riproduzione di virus, microbi e cellule tumorali.

I radicali liberi, che provocano reazioni chimiche, coinvolgono in questo processo molte molecole che non vengono colpite dalle radiazioni. Pertanto, l'effetto prodotto dall'irraggiamento 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 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 sorgono come risultato dell'interazione dei radicali liberi tra loro o con molecole "sane". Cambiamenti biochimici succede come v il 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 "detergenti".

Queste sostanze (enzimi) nel corpo sono in grado di catturare elettroni liberi senza trasformarsi in radicali liberi. IN condizione normale il corpo mantiene un equilibrio tra la comparsa di radicali liberi e gli enzimi. Le radiazioni ionizzanti sconvolgono questo equilibrio, stimolano la crescita dei radicali liberi e portano a conseguenze negative. Puoi attivare i processi di assorbimento dei radicali liberi includendo antiossidanti, vitamine nella dieta. LA, MI, 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: di controllo (nervoso, endocrino, immunitario) e di supporto vitale (respiratorio, cardiovascolare, digestivo). Tutti i principali processi metabolici (metabolici) e le reazioni catalitiche (enzimatiche) avvengono a livello cellulare e molecolare. I livelli di organizzazione dell'organismo funzionano in stretta interazione e mutua influenza da parte dei sistemi di controllo. Maggioranza fattori naturali prima agiscono sui livelli superiori, poi attraverso certi organi e tessuti - sui livelli cellulari e molecolari. Successivamente inizia la fase di risposta, accompagnata da aggiustamenti a tutti i livelli.

L'interazione della radiazione con il corpo inizia a livello molecolare. L'esposizione diretta alle radiazioni ionizzanti è quindi più specifica. Un aumento del livello di agenti ossidanti è anche caratteristico di altre influenze. È noto che vari sintomi (temperatura, mal di testa ecc.) si trovano in molte malattie e le loro cause sono diverse. Questo rende difficile fare una diagnosi. Pertanto, se una malattia specifica non si verifica a causa degli effetti dannosi sul corpo delle radiazioni, è necessario stabilire la causa più effetti a lungo termine difficile in quanto perdono la loro specificità.

La radiosensibilità di vari tessuti del corpo dipende dai processi biosintetici e dagli associati attività enzimatica. Pertanto, le cellule del midollo osseo, dei linfonodi e delle cellule germinali si distinguono per la più alta radioattività. sistema circolatorio e rosso Midollo osseo più vulnerabili alle radiazioni e perdono la capacità di funzionare normalmente già a dosi di 0,5-1 Gy. Tuttavia, hanno la capacità di riprendersi e se non tutte le cellule sono interessate, sistema circolatorio può ripristinare le sue funzioni. organi riproduttivi, ad esempio, i testicoli, sono anche caratterizzati da una maggiore radiosensibilità. L'irradiazione superiore a 2 Gy risulta in sterilità permanente. Solo dopo molti anni possono funzionare completamente. Le ovaie sono meno sensibili, almeno nelle donne adulte. Ma una singola dose di oltre 3 Gy porta ancora alla loro sterilità, sebbene dosi elevate con irradiazione ripetuta non influiscano sulla capacità di generare figli.

Il cristallino dell'occhio è molto sensibile alle radiazioni. Morendo, le cellule del cristallino diventano opache, crescono, portando alla cataratta e quindi alla completa cecità. Questo può accadere a dosi intorno a 2 Gy.

La radiosensibilità di un organismo dipende dalla sua età. Piccole dosi di radiazioni nei bambini possono rallentare o addirittura arrestare la loro crescita ossea. Più piccolo è il bambino, più la crescita scheletrica è inibita. L'irradiazione del cervello di un bambino può causare cambiamenti nel suo carattere, portare alla perdita di memoria. Le ossa e il cervello di un adulto sono in grado di sopportare dosi molto più elevate. Dosi relativamente elevate sono in grado di resistere alla maggior parte degli organi. I reni resistono a una dose di circa 20 Gy ricevuta entro un mese, il fegato - circa 40 Gy, vescia- 50 Gy e tessuto cartilagineo maturo - fino a 70 Gy. Come corpo più giovane, ceteris paribus, è più sensibile agli effetti delle radiazioni.

La radiosensibilità delle specie aumenta con la complessità dell'organismo. Ciò è spiegato dal fatto che in organismi complessi più collegamenti deboli che causano reazioni a catena sopravvivenza. Ciò è facilitato da sistemi di controllo più complessi (nervosi, immunitari), che sono parzialmente o completamente assenti negli individui più primitivi. Per i microrganismi, le dosi che causano il 50% della mortalità 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 acido desossiribonucleico costituito da lunghe molecole arrotondate a forma di doppia elica. La sua funzione è quella di garantire la sintesi della maggior parte delle molecole proteiche che compongono gli amminoacidi. La catena della molecola del DNA è costituita da sezioni separate che sono codificate da speciali proteine, formando il cosiddetto gene umano.

Le radiazioni possono uccidere la cellula o distorcere le informazioni nel DNA in modo che alla fine compaiano cellule difettose. Un cambiamento nel codice genetico di una cellula è chiamato mutazione. Se la mutazione si verifica nell'ovulo dello sperma, le conseguenze possono essere avvertite in un lontano futuro, perché. durante la fecondazione si formano 23 coppie 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.

Secondo E. J. Hall, tali disturbi possono essere attribuiti a due tipi principali: aberrazioni cromosomiche, compresi i cambiamenti nel numero o nella struttura dei cromosomi, e mutazioni nei geni stessi. Mutazioni geniche ulteriormente suddivise in dominanti (che compaiono immediatamente nella prima generazione) e recessive (che possono verificarsi se entrambi i genitori hanno lo stesso gene mutato). Tali mutazioni potrebbero non manifestarsi per molte generazioni o potrebbero non manifestarsi affatto. Una mutazione in una cellula samotica influenzerà solo l'individuo stesso. Le mutazioni causate dalle radiazioni non differiscono da quelle naturali, ma aumenta la portata degli effetti dannosi.

Il ragionamento descritto si basa solo su studi di laboratorio su animali. Non ci sono ancora prove dirette di mutazioni da radiazioni negli esseri umani, tk. rilevamento completo Tutti i difetti ereditari si verificano solo nel corso di molte generazioni.

Tuttavia, come sottolinea John Hoffman, la sottovalutazione del ruolo dei disturbi cromosomici, basata sull'affermazione "il loro significato ci è sconosciuto", è un classico esempio di decisioni prese dall'ignoranza. Le dosi di radiazioni consentite sono state stabilite molto prima dell'avvento dei metodi per determinare le tristi conseguenze a cui possono portare a persone ignare e ai loro discendenti.

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

Un organismo vivente è molto sensibile all'azione delle radiazioni ionizzanti. Più un organismo vivente è in alto nella scala evolutiva, più è radiosensibile. La radiosensibilità è una caratteristica multilaterale. La "sopravvivenza" di una cellula dopo l'irradiazione dipende contemporaneamente da una serie di fattori: dal volume del materiale genetico, dall'attività dei sistemi che forniscono energia, dal rapporto tra gli enzimi, dall'intensità della formazione di radicali liberi H E LUI.

Quando si irradiano organismi biologici complessi, si dovrebbe tener conto dei processi che si verificano a livello dell'interconnessione di organi e tessuti. La radiosensibilità di diversi organismi varia abbastanza ampiamente (Fig. 2.16).

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

La gravità media della malattia da radiazioni si osserva nelle persone esposte a radiazioni di 250-400 rad. Hanno una forte diminuzione del contenuto di leucociti (globuli bianchi) nel sangue, si osservano nausea e vomito e compaiono emorragie sottocutanee. Un esito letale si osserva nel 20% di quelli irradiati 2-6 settimane dopo l'irradiazione.

Quando irradiato con una dose di 400-600 rad, si sviluppa una grave forma di malattia da radiazioni. Compaiono numerose emorragie sottocutanee, il numero di leucociti nel sangue diminuisce in modo significativo. L'esito letale della malattia è del 50%.

Una forma molto grave di malattia da radiazioni si verifica quando esposto a una dose superiore a 600 rad. I leucociti nel sangue scompaiono completamente. La morte si verifica nel 100% dei casi.

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

Per il trattamento di un organismo irradiato 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 morte anche se irradiato con una dose fino a 1000 rad. L'energia emessa dalle sostanze radioattive viene assorbita dall'ambiente, compreso oggetti biologici. Come risultato dell'impatto delle radiazioni ionizzanti sul corpo umano, nei tessuti possono verificarsi complessi processi fisici, chimici e biochimici.

L'effetto ionizzante interrompe, prima di tutto, il normale corso dei processi biochimici e del metabolismo. A seconda dell'entità della dose di radiazioni assorbita e caratteristiche individuali l'organismo causato da cambiamenti può essere reversibile o irreversibile. A piccole dosi, il tessuto interessato ripristina la sua attività funzionale. Grandi dosi l'esposizione prolungata può causare danni irreversibili a singoli organi o all'intero organismo. Qualsiasi tipo di radiazione ionizzante provoca cambiamenti biologici nel corpo sia con esposizione esterna (la fonte è esterna al corpo) che con esposizione interna (sostanze radioattive entrano nel corpo, ad esempio, con il cibo o l'inalazione). Considera l'effetto delle radiazioni ionizzanti quando la sorgente di radiazioni si trova all'esterno del corpo.

L'effetto biologico delle radiazioni ionizzanti in questo caso dipende dalla dose totale e dal tempo di esposizione alle radiazioni, dal suo tipo, dalle dimensioni della superficie irradiata e dalle caratteristiche individuali dell'organismo. Con una sola irradiazione dell'intero corpo umano, è possibile disturbi biologici a seconda della dose totale di radiazione assorbita.

Se esposta a dosi 100-1000 volte superiori alla dose letale, una persona può morire durante l'esposizione. Inoltre, la dose assorbita di radiazioni, provocando la sconfitta parti separate 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, Parte inferiore pancia - 30 Gy, parte in alto addome - 50 Gy, torace - 100 Gy, arti - 200 Gy.

Il grado di sensibilità dei diversi tessuti alle radiazioni non è lo stesso. Se consideriamo i tessuti degli organi in ordine decrescente di sensibilità all'azione delle radiazioni, otteniamo la seguente sequenza: tessuto linfatico, linfonodi, milza, ghiandola del timo, midollo osseo, cellule germinali. Grande sensibilità organi ematopoietici 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, un giorno dopo l'irradiazione, il numero di linfociti può diminuire drasticamente. Anche il numero di eritrociti (globuli rossi) diminuisce due settimane dopo l'esposizione. Una persona sana ha circa 10 4 globuli rossi e ogni giorno ne vengono prodotti 10. Nei pazienti con malattia da radiazioni, questo rapporto è disturbato e di conseguenza il corpo muore.

Un fattore importante nell'impatto delle radiazioni ionizzanti sul corpo è il tempo di esposizione. Con l'aumentare del rateo di dose, aumenta l'effetto dannoso delle radiazioni. Quanto più frazionaria è la radiazione nel tempo, tanto minore è il suo effetto dannoso (Fig. 2.17).

L'esposizione esterna alle particelle alfa e beta è meno pericolosa. Hanno una piccola corsa nel tessuto e non raggiungono l'ematopoietico e altri organi interni. Con l'irradiazione esterna, è necessario tenere conto dell'irradiazione gamma e dei neutroni, che penetrano nel tessuto a grande profondità e lo distruggono, come descritto più dettagliatamente sopra.

5. DUE TIPI DI ESPOSIZIONE ALL'ORGANISMO: ESTERNA ED INTERNA

Le radiazioni ionizzanti possono influenzare una persona in due modi. Primo modo - esposizione esterna da una sorgente situata all'esterno del corpo, che dipende principalmente dal fondo di radiazione dell'area in cui vive la persona o da altri fattori esterni. Secondo - radiazione interna, a causa dell'ingestione di una sostanza radioattiva nel corpo, principalmente con il cibo.

I prodotti alimentari che non soddisfano gli standard di radiazione hanno un contenuto maggiore di radionuclidi, vengono incorporati nel cibo e diventano una fonte di radiazioni direttamente all'interno del corpo.

Il cibo e l'aria contenenti isotopi di plutonio e americio, che hanno un'elevata attività alfa, sono di grande pericolo. Il plutonio del disastro di Chernobyl è il più pericoloso cancerogeno. La radiazione alfa ha un alto grado di ionizzazione e, quindi, una grande capacità di danneggiare i tessuti biologici.

L'ingresso di plutonio, così come l'americio attraverso le vie respiratorie nel corpo umano provoca oncologia malattie polmonari. Tuttavia, va tenuto presente che il rapporto tra la quantità totale di plutonio e i suoi equivalenti americio, curio e la quantità totale di plutonio inalato nel corpo è insignificante. Come ha scoperto Bennett, durante l'analisi test nucleari nell'atmosfera, negli Stati Uniti, il rapporto tra ricaduta e inalazione è di 2,4 milioni a 1, ovvero la stragrande maggioranza dei radionuclidi contenenti alfa dai test sulle armi nucleari è andata nel terreno senza intaccare l'uomo. Nelle emissioni della traccia di Chernobyl sono state osservate anche particelle di combustibile nucleare, le cosiddette particelle calde con una dimensione di circa 0,1 micron. Queste particelle possono anche essere inalate nei polmoni e rappresentare un serio pericolo.

L'irradiazione esterna e interna richiede varie misure precauzioni da prendere contro gli effetti pericolosi delle radiazioni.

L'esposizione esterna è principalmente creata da radionuclidi contenenti gamma e raggi X. La sua capacità di colpire dipende da:

a) energia di radiazione;

b) la durata dell'azione radiante;

c) distanza dalla sorgente di radiazione all'oggetto;

d) misure di protezione.

Tra la durata del tempo di esposizione e la dose assorbita, c'è dipendenza lineare, e l'effetto della distanza sul risultato dell'esposizione alle radiazioni ha una dipendenza 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 schermo per raggi X o raggi gamma dipende dalla densità del materiale e dalla concentrazione di elettroni che contiene.

Se è possibile proteggersi dalle radiazioni esterne mediante schermi speciali o altre azioni, non è possibile farlo 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 nel corpo principalmente con 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 sulla natura chimica di quest'ultimo, indipendentemente dal fatto che siano radioattive o meno. Elementi chimici come sodio e potassio fanno parte di tutte le cellule del corpo. Pertanto, la loro forma radioattiva, introdotta nel corpo, sarà distribuita anche in tutto il corpo. Altri elementi chimici tendono ad accumularsi singoli corpi, come accade con lo iodio radioattivo nella ghiandola tiroidea o il calcio nel tessuto osseo.

La penetrazione di 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 chiamato il tempo necessario per rimuovere metà della sostanza radioattiva dal corpo. Alcuni radionuclidi vengono espulsi rapidamente dal corpo e quindi non hanno il tempo di applicarsi grande danno, mentre altri persistono nel corpo per un tempo considerevole.

L'emivita dei radionuclidi dipende in modo significativo dalle condizioni fisiche di una persona, dalla sua età e da altri fattori. Viene chiamata la combinazione di un'emivita fisica con un'emivita biologica emivita effettiva - più importante nel determinare la quantità totale di radiazioni. Viene chiamato l'organo più esposto 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, sono stati creati documenti che regolano le concentrazioni consentite di sostanze radioattive in aria atmosferica, acqua potabile, cibo. In Bielorussia, in relazione all'incidente alla centrale nucleare di Chernobyl, sono in vigore i livelli repubblicani consentiti di radionuclidi di cesio e stronzio nei prodotti alimentari e nell'acqua potabile (RDU-92). Nella regione di Gomel sono stati introdotti standard più severi per alcuni prodotti alimentari, ad esempio il cibo per bambini. Tenendo conto di tutti i suddetti fattori e standard, sottolineiamo che la dose effettiva media annua di esposizione umana equivalente non deve superare 1 mSv all'anno.

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SENSIBILITÀ RADIO. LEGGEBERGONIER-TRIBONDO.

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

Molte reazioni alle radiazioni sono specifiche di determinati tessuti e sistemi. Ad esempio, una tale risposta 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 debolmente espressa o assente. Pertanto, da valutare radiosensibilità di solito usano 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 è di grande importanza per lo sviluppo di metodi di radioprotezione e per aumentare l'efficacia della radioterapia per i tumori.

Gamma di differenze di specie radiosensibilità organismi è molto ampia e misurata da diversi ordini di grandezza. Non meno differenza radiosensibilità osservato in diverse cellule e tessuti. Insieme ai radiosensibili (sistema sanguigno, intestino e ghiandole sessuali), esistono i cosiddetti radioresistenti o radioresistenti sistemi e tessuti(ossa, muscoli e nervi).

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

SU popolazione Il livello di radiosensibilità dipende dai seguenti fattori:

caratteristiche del genotipo (nella popolazione umana, il 10-12% delle persone è caratterizzato da una maggiore radiosensibilità). Ciò è dovuto a una ridotta capacità ereditaria di eliminare le rotture del DNA, nonché a una ridotta accuratezza del processo di riparazione. L'aumento della radiosensibilità accompagna tali malattie ereditarie come l'atassia-teleangectasia, la xerodermia pigmentata.);

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

genere (gli uomini sono più radiosensibili);

età (le persone in età matura sono le meno sensibili).

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

SU cellulare Il livello di 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 (ad esempio, catalasi, che distrugge il perossido di idrogeno, o superossido dismutasi, che inattiva il radicale superossido).

SU tessuto livello viene eseguito Regola di Bergonier–Tribondo:la radiosensibilità di un tessuto è direttamente proporzionale all'attività proliferativa e inversamente proporzionale al grado di differenziazione delle sue cellule costituenti. Di conseguenza, i tessuti più radiosensibili del corpo saranno tessuti in rapida divisione, in rapida crescita e poco specializzati, ad esempio le cellule ematopoietiche del midollo osseo, l'epitelio dell'intestino tenue e la pelle. I meno radiosensibili saranno specializzati, rinnovando debolmente i tessuti, ad esempio muscoli, ossa e nervosi. L'eccezione sono i linfociti, che sono altamente radiosensibili. Allo stesso tempo, i tessuti resistenti all'azione diretta delle radiazioni ionizzanti sono molto vulnerabili agli effetti a lungo termine.

A livello degli organi, la radiosensibilità dipende non solo dalla radiosensibilità dei tessuti che compongono l'organo dato, ma anche dalle sue funzioni. La maggior parte dei tessuti adulti è relativamente insensibile all'azione delle radiazioni.

Effetto biologico delle radiazioni ionizzanti. Fattori che determinano il danno al corpo.

Esistono due tipi di effetto dell'esposizione alle radiazioni ionizzanti sul corpo: somatico e genetico. Con effetto somatico, le conseguenze si manifestano direttamente nella persona irradiata, con effetto genetico, nella sua progenie. Gli effetti somatici possono essere precoci o ritardati. I primi si verificano nel periodo da alcuni minuti a 30-60 giorni dopo l'irradiazione. Questi includono arrossamento e desquamazione della pelle, annebbiamento del cristallino, 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, ridotta immunità e ridotta aspettativa di vita.

L'effetto biologico delle radiazioni ionizzanti è caratterizzato da una serie di modelli generali:

1) Le profonde violazioni dell'attività vitale sono causate da quantità trascurabili di energia assorbita.

2) L'effetto biologico delle radiazioni ionizzanti non è limitato al corpo esposto alle radiazioni, ma può estendersi anche alle generazioni successive, il che si spiega con l'effetto sull'apparato ereditario del corpo.

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

Anche l'età, lo stato fisiologico, l'intensità dei processi metabolici del corpo e le condizioni di irradiazione sono di grande importanza. Allo stesso tempo, oltre alla dose di irradiazione del corpo, giocano un ruolo: la potenza, il ritmo e la natura dell'irradiazione (singola, multipla, intermittente, cronica, esterna, generale o parziale, interna), il suo fisico 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'azione di altri tipi di radiazioni). Tutte queste caratteristiche dell'agente di radiazione agente determinano l'efficacia biologica relativa della radiazione. Se gli isotopi radioattivi che sono entrati nel corpo sono la fonte di radiazioni , 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 di radiazioni ionizzanti possono avere un impatto sulla salute. La differenza principale sta nella quantità di energia che determina il potere di penetrazione delle particelle alfa e beta, dei raggi gamma e dei raggi X.

2. L'importo della dose ricevuta. Maggiore è la dose di radiazioni ricevuta, maggiore è la probabilità di conseguenze biomediche.

3. durata dell'esposizione alle radiazioni. Se una dose viene ricevuta entro giorni o una settimana, gli effetti spesso non sono così gravi se una dose simile viene ricevuta entro pochi minuti.

4 . Parte del corpo colpita. Estremità come braccia o gambe ricevono più radiazioni con meno gravi danni rispetto al sangue che forma gli organi situati nella parte bassa della schiena.

5. Età di una 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 è rallentata, gli effetti delle radiazioni sono in qualche modo meno dannosi rispetto a quando le cellule si stavano dividendo rapidamente.

6.  differenze biologiche. Alcune persone sono più sensibili agli effetti delle radiazioni rispetto ad altre.

Le caratteristiche del danno al corpo nel suo insieme sono determinate da due fattori: 1) radiosensibilità di tessuti, organi e sistemi direttamente esposti alle radiazioni; 2) dose di radiazione assorbita e sua distribuzione temporale. Individualmente e in combinazione, 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 oa lungo termine) e loro importanza per il corpo.