Effetti biologici delle radiazioni radioattive. Effetti biologici delle radiazioni

Si verifica l'emissione vari tipi radiazioni, particelle che influiscono negativamente sulla salute umana. Prima di tutto, si tratta di radiazioni alfa, beta e gamma.

raggi αè un flusso di nuclei di atomi di elio carichi positivamente, raggi βè un flusso di elettroni carichi negativamente, raggi γè una radiazione elettromagnetica ad alta frequenza. Il pericolo principale di questi tipi di radiazioni è la loro capacità di ionizzazione.

Effetto ionizzante delle radiazioni su un organismo vivente

Il risultato della ionizzazione di atomi e molecole è una violazione funzionamento normale cellule viventi del corpo, che sono alla base di malattie chiamate malattie da radiazioni. La quantità principale che caratterizza l'entità dell'effetto ionizzante delle radiazioni su un organismo vivente è la dose assorbita di radiazioni D:

dove E è l'energia della radiazione,
m – peso corporeo.

Questo è dose di radiazioni dipende da quanta energia ha la radiazione ionizzante e dal peso corporeo. La dose di radiazione assorbita è espressa in grigi (1 Gy). 1 Gy = 100 R (roentgen). 1 P è il valore che a t = 0˚C e una pressione di 760 mm Hg. per unità di volume di aria secca crea una quantità di radiazioni ionizzanti di 3 * 10-10 C.

Se la radiazione continua abbastanza a lungo, la dose di radiazioni si accumula. Esso ha Grande importanza esposizione o tempo di esposizione, che indica per quanto tempo una persona è stata esposta alle radiazioni ionizzanti. Per caratterizzare il tempo di irradiazione, si dovrebbe tenere conto dell'emivita T, il periodo di tempo durante il quale il numero iniziale di nuclei radioattivi viene dimezzato. Questa volta è diverso per i diversi elementi.

Effetti biologici delle radiazioni

I danni derivanti dall’esposizione alle radiazioni dipendono dall’intensità delle radiazioni e dal peso corporeo, ma è importante anche quali organi sono stati irradiati. Le radiazioni avranno effetti diversi sulle diverse parti del corpo. A questo proposito viene introdotta un'altra grandezza che caratterizza l'effetto biologico delle radiazioni. Questa è la dose equivalente di H:

dove D è la dose assorbita,
K – fattore di qualità.

L'unità di dose equivalente è il sievert (1 Sv). Il fattore di qualità K mostra quante volte il rischio di radiazioni derivante dall'esposizione a un determinato tipo di radiazioni sugli organi è maggiore rispetto all'esposizione alle radiazioni γ. Per ogni organo, K ha il suo significato.

Protezione dall'esposizione radioattiva

Come dovresti proteggerti dall’esposizione radioattiva? Prima di tutto, è necessario proteggere l'apparato respiratorio in modo che i prodotti di decadimento radioattivo non entrino in una persona con l'aria. È così che si applicano danno più grande. Altrettanto importante è la protezione della pelle.

Il fatto è che le particelle α e β colpiscono principalmente la pelle. Per proteggersi da tali radiazioni è necessaria una tuta speciale. Ma non sarai in grado di proteggerti completamente dai raggi gamma con una tuta. Poiché i raggi gamma sono radiazioni ad alta frequenza, le tute speciali possono solo indebolirle. Pertanto, tutti i bunker anti-radiazioni e le strutture speciali sono costruiti appositamente per la protezione dalle radiazioni gamma. La migliore protezione contro tutti i tipi di radiazioni ionizzanti è il cemento e il piombo.

Effetti biologici delle radiazioni.

Azione Radiazione ionizzante studiano gli organismi viventi da quando lo scienziato francese André Becquerel riuscì a scoprire il fenomeno della radioattività nel 1896. Gli agenti ionizzanti includono raggi X E radiazione gamma manifestandosi sotto forma di porzioni di energia, o cosiddetti quanti.

Volando sopra il guscio di un atomo, quanti e particelle sono in grado di strappargli un elettrone. Una volta privati ​​di un elettrone carico negativamente, gli atomi e le molecole diventano ioni caricati positivamente. Ecco come funziona il processo in termini generali ionizzazione atomi e molecole. Insieme a questo, quando le radiazioni ionizzanti interagiscono con solventi di molecole biologiche (acqua o grassi), si formano altri prodotti di ionizzazione: i radicali liberi(frammenti attivi di molecole) con 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 porta solitamente a vari cambiamenti distruttivi nelle macromolecole da cui sono costruiti i sistemi viventi.

La sensibilità alle radiazioni delle macromolecole biologiche situate in una provetta (all'esterno del corpo) e come parte delle cellule viventi si è rivelata sorprendentemente diversa. Danni pari allo 0,001-0,1% del DNA, praticamente non rilevabili all'esterno del corpo, portano al disastro se queste macromolecole fanno parte di una cellula vivente. Questa differenza può essere spiegata principalmente da due ragioni. Innanzitutto, le macromolecole del DNA che compongono i geni sono uniche. Sono contenuti nel nucleo cellulare in una, due o più copie. Ciò significa che la loro ripetibilità è limitata. In secondo luogo, nella cellula vivente e nell'intero organismo esistono meccanismi di vario genere che moltiplicano l'effetto iniziale. Questo miglioramento si manifesta, ad esempio, nel fatto che un cambiamento (mutazione) di un solo gene nella cellula germinale successivamente - durante la fecondazione e la maturazione del feto - riproduce questa mutazione in tutte le cellule del corpo sotto forma di deviazioni nella struttura e nella funzione.

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 approfondito. Esistono due tipi principali di morte cellulare a contatto con le radiazioni: riproduttivo(al momento della divisione cellulare) e interfase(durante il periodo dormiente - tra la divisione precedente e quella successiva).

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

Le singole rotture di un thread vengono facilmente guarite (ripristinate). A questo scopo nella gabbia è presente una cella speciale sistema di riparazione con una serie di enzimi riducenti. Cosa succede se entrambi i fili si rompono contemporaneamente? In questo caso, i fili vengono separati, la cellula diventa riparatrice e, di regola, muore. Con un'irradiazione intensa, tutte le cellule in divisione muoiono (morte riproduttiva) e principalmente quelle che presentano una rottura del DNA a doppio filamento. La morte in interfase è associata al processo di maturazione delle cellule “a riposo” ed è il destino di solo pochi tipi di cellule, tra cui i linfociti. Le cellule in interfase muoiono rapidamente - entro il primo giorno dopo l'irradiazione. I meccanismi per la sua attuazione non sono completamente compresi. C'è l'idea che la morte interfase sia un'accelerazione della morte cellulare naturale, geneticamente programmata. Inizialmente, sotto l'influenza dell'enzima endonucleasi, il DNA viene distrutto e, successivamente, si verifica una violazione irreversibile dell'integrità delle membrane cellulari. Questa forma di morte si osserva non solo durante l'esposizione alle radiazioni, ma anche quando la cellula è esposta ai raggi UV, agli ormoni corticosteroidi e ad alcuni farmaci. Di conseguenza, il fattore di radiazione non presenta particolari differenze rispetto ai fattori fisiologici che innescano i processi biologici. È probabile che le cellule siano in grado di tradurre qualsiasi evento molecolare che si verifica sotto l'influenza di vari fattori fattori esterni, nel linguaggio standard dei segnali intracellulari.

Le forme riproduttive e interfasiche di morte delle cellule irradiate sono la causa del danno da radiazioni organismi superiori. In questo caso, a causa della morte dei linfociti, gli organi del sistema immunitario vengono devastati alternativamente in due ondate. La devastazione precoce si verifica a seguito della morte interfase. Successivamente si verifica a causa della morte delle cellule riproduttive. Come è stato detto, tutti i tessuti che si rinnovano intensamente sono suscettibili alla morte riproduttiva. Questi includono tessuto emopoietico, immunitario, generativo, tessuto mucoso intestinale, ecc. È la loro sconfitta che rappresenta la maggior parte processo patologico che è chiamato malattia da radiazioni.

Esamineremo un quadro più olistico del danno generale da radiazioni al corpo a seconda della dose utilizzando la Tabella 1.

Tabella 1 Scala degli effetti biologici durante l'irradiazione generale

Tuttavia, anche in questo diagramma la scala degli effetti biologici dell’azione post-radiazione è minima. Oltre a questi effetti ce ne sono altri: varie disfunzioni degli immunocentri, rapporto quantitativo varie forme immunocentri nelle loro interazioni cooperative, invecchiamento da radiazioni degli organi irradiati, 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 denominato "coulomb per kg" Equivalente determinato da effetti biologici ed espresso in sievert.

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

Particolare attenzione dovrebbe essere prestata al rapporto tra unità di assorbimento, 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 danno (radiosensibilità) degli oggetti biologici è determinato dalla dose di radiazioni assorbita e dalla suscettibilità di questo oggetto agli effetti delle radiazioni, le dosi in Fig. 1 nel testo principale sono espressi in grigio.

Danni da radiazioni al sistema immunitario

Per comprendere le peculiarità dell'effetto 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 dell'oggetto biologico alle radiazioni. Viene valutato in modo diverso a diversi livelli biologici.

La radiosensibilità a livello dell'organismo, ad esempio, viene valutata utilizzando LD 50/30, una dose letale che provoca la morte del 50% degli organismi irradiati entro 30 giorni dall'irradiazione; a livello cellulare utilizzando una dose designata D 37. Il fatto è che la radiosensibilità delle cellule è più conveniente : il tutto misurato in dosi alle quali in media si verifica un colpo letale di particelle o quanti di energia per cellula. Ma poiché i colpi sono distribuiti in modo casuale, alcune celle vengono colpite due o tre volte, mentre altre rimangono illese. Secondo le leggi della statistica, tali cellule non interessate risultano essere il -37%. Pertanto, D 37 è stato preso come criterio per valutare la sensibilità ai raggi cellulari. 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 è per i linfociti che entrano nella divisione. La sensibilità delle cellule in interfase (a riposo) è più diversificata, quindi la D 37 per loro varia da 0,5 a 3 Gy.

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

Se parliamo di tempo, i linfociti muoiono in più fasi. Il primo giorno (6-12 ore) dopo l'irradiazione inizia la morte cellulare in interfase, che porta a conseguenze molto evidenti. Man mano che le cellule muoiono, le dimensioni di tutti gli organi linfoidi diminuiscono. Sembrano svuotati, anche se la loro struttura tissutale è completamente conservata. Successivamente inizia la seconda fase di devastazione degli organi linfoidi. Continua nei successivi 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 si intensifica a causa della rottura delle barriere naturali (pelle, mucose, ecc.).

Violazioni delle radiazioni funzioni di barriera la pelle e le mucose, in senso stretto, non sono direttamente correlate al sistema immunitario. Ma questa circostanza indica quanto siano importanti l'integrità e la preservazione delle relazioni tra i vari sistemi per la sicurezza generale del corpo.

La distruzione delle barriere naturali da parte delle radiazioni, l'inondazione del corpo con la flora batterica e la transizione della maggior parte dei linfociti verso la 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; Entrati nella fase di riposo, possono svilupparsi ulteriormente, entrare nella fase di maturità e successivamente svolgere le loro funzioni immunologiche. I discendenti dei linfociti B (produttori di anticorpi) iniziano a secernere anticorpi, i T-killer iniziano a distruggere attivamente le cellule bersaglio e i T-helper iniziano a sintetizzare e secernere proteine ​​regolatrici (interleuchine, ecc.) necessarie per l'interazione intercellulare.

Nella fase di maturità funzionale, i linfociti, di regola, sono resistenti alle radiazioni anche a dosi di diverse decine di grigi. In questo stato, non sono minacciati di morte interfase e hanno superato il pericolo di morte riproduttiva.

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

Quando si parla di interfase e di morte riproduttiva dei linfociti si tratta essenzialmente della radiosensibilità di due fasi ciclo vitale queste cellule hanno una fase di riposo e una fase di divisione, anche se la fase di riposo è un concetto molto relativo. Durante questo periodo del ciclo vitale, le cellule o si differenziano, cioè maturano, passando da uno stadio di sviluppo all'altro, oppure raggiungono lo stadio di maturità; adempiere alle loro dirette responsabilità funzionali. Come possiamo vedere, la radiosensibilità diverse fasi lo sviluppo può differire in modo abbastanza significativo. Spieghiamolo con un esempio: le cellule T. Le forme più giovani di cellule T, timociti precoci e il più radioresistente. Grazie a loro, l'organismo, quando si trova in situazioni difficili, non è indifeso nel ripristinare la popolazione irradiata di cellule T. Celle della fase successiva - timociti corticali, al contrario, sono le cellule più radiosensibili del sistema immunitario, e forse dell’intero organismo. Sono insolitamente fragili e quindi sono i primi a essere colpiti in qualsiasi situazione stressante. Anche normalmente, la maggior parte di loro muore senza lasciare il timo. Nella fase successiva dello sviluppo, prima di incontrare l'antigene, le cellule, sebbene ancora radiosensibili, sono molto meno dei timociti corticali.

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

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

Figura 1. Radiosensibilità di vari tipi di risposta immunitaria

Le reazioni immunologiche, che si basano sulla risposta dei linfociti B (formazione di anticorpi), sono più influenzate dalle radiazioni rispetto alle reazioni delle cellule T. Risulta essere più vulnerabile protezione antibatterica, associato alla produzione di anticorpi e meno - protezione antivirale, Dipendente dai linfociti T. Tuttavia, non esistono regole senza eccezioni, come evidenziato da cellule soppressorie. I loro precursori non stimolati con l'antigene non sono diversi in termini di radiosensibilità dalla maggior parte delle altre cellule T. Dopo il contatto con gli antigeni e la maturazione in forme funzionalmente attive, i soppressori T 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 cellule killer naturali(cellule NK) responsabili dell’immunità antitumorale. D 37 per loro è entro 7-8 Gy. Non richiedono il contatto preventivo con gli antigeni per funzionare come cellule killer o per acquisire radioresistenza.

Celle le cellule della memoria sono più radioresistenti dei linfociti “vergini” che non sono stati in contatto con l’antigene. Ciò spiega la maggiore radioresistenza della risposta immunitaria secondaria rispetto alla risposta immunitaria primaria.

Tuttavia, la differenza tra la radiosensibilità dei linfociti vergini e. celle di memoria non è così grande da poter spiegare le differenze tra la radiosensibilità delle risposte primarie e secondarie. Si è scoperto che questo processo dipende non solo dalle caratteristiche delle cellule, ma anche dall'elevato livello di attrezzatura 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 ad un certo punto non ha quasi alcun effetto sul livello della risposta immunitaria.

Quando irradiato, tutti i processi associati con contatti intercellulari. Senza interazione cooperativa tra Cellule TBA praticamente nessuna risposta immunitaria viene aggirata. Esistono due tipi di interazione intercellulare: umorale (remoto) E cellulare (contatto). Quando irradiato più fortemente, viene colpito il secondo, che è associato a una specifica interruzione dei sistemi recettoriali delle membrane cellulari. Abbiamo già accennato al fatto che le cellule B non sono sempre in grado di far fronte da sole a un particolare focolaio della malattia. E poi le cellule T corrono in loro aiuto per completare il processo immunitario attraverso il contatto. Tuttavia, molto spesso il processo viene interrotto, poiché quanto più i contatti intercellulari sono coinvolti nelle reazioni immunitarie, tanto più forte è l'effetto delle radiazioni su di essi. La risposta immunitaria dipende in gran parte da quando si è verificato l'incontro degli immunociti con gli antigeni, prima e dopo l'irradiazione. Negli esperimenti, questi processi vengono studiati sugli animali immunizzandoli, cioè iniettando loro antigeni.

Durante l'irradiazione, il processo di penetrazione selettiva dei linfociti dal flusso sanguigno negli organi linfoidi viene interrotto. In questo caso, come dicono gli immunologi, viene interrotto l’“istinto di casa” dei linfociti, cioè la loro capacità di trovare la propria casa (organi linfoidi). Il motivo è una violazione dei sistemi di riconoscimento della membrana di queste cellule. Il percorso di migrazione dei linfociti verso i linfonodi dell'intestino, del tratto respiratorio, ecc. è interrotto, sebbene il percorso verso la milza rimanga libero, il che si spiega con la 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 e chiamati in servizio 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 delle cellule killer) e un rallentamento nella determinazione di un “nuovo livello massimo” di questi indicatori. Tutto questo ha cattiva influenza sulle funzioni protette, soprattutto dalle aggressioni biologiche esterne. Il sistema immunitario irradiato non è in grado di combattere 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 prima viveva pacificamente nelle vie respiratorie e digestive e sulla pelle, inizia ad attivarsi e ad esibire proprietà patogene. In questo modo si formano stati di immunodeficienza secondaria, la cui causa è la cosiddetta infezioni opportunistiche.

Il problema della transizione dei microbi obbligati in uno stato condizionatamente patogeno sta diventando sempre 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, si parla molto spesso di morte delle cellule radioattive. In realtà, la questione non si limita alla sopravvivenza o alla morte della cellula. Dopotutto, le cellule che sopravvivono all'irradiazione non sempre mantengono la loro funzione. Di regola, viene violato potenziale bioenergetico cellule, lavoro apparato nucleare, sistemi a membrana ecc. Il recupero completo delle popolazioni cellulari irradiate avviene raramente e il ripristino delle loro qualità funzionali è solitamente associato al loro rinnovamento quantitativo. Il deterioramento funzionale senza morte è più comune nei macrofagi e in altre cellule di supporto del sistema immunitario.

Non vi è alcun dubbio sulla diminuzione della resistenza agli agenti infettivi (immunità alle infezioni). Ma l’effetto delle radiazioni sull’immunità antitumorale è più complesso. Sebbene l’irradiazione aumenti l’incidenza dei tumori, questi si sviluppano in un secondo momento.

Consideriamo brevemente i risultati dell'esposizione alle radiazioni 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 dei propri tessuti. Normalmente, la tolleranza agli autoantigeni è assicurata in modo affidabile dai meccanismi degli organi centrali e periferici del sistema immunitario.

Al momento della maturazione dei linfociti a livello degli organi centrali, 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” sul conflitto tra sistema immunitario e cellule proprio corpo. Ma le radiazioni, che colpiscono 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" è indebolita e la reazione al "proprio" è rafforzata. Ciò significa che le radiazioni non solo sopprimono il sistema immunitario, ma distorcono il funzionamento coordinato del sistema immunitario e interrompono le basi della sua attività.

Tutto quanto detto ci permette di fare le seguenti generalizzazioni. Il danno alle cellule, che porta alla loro morte o alla diminuzione dell'attività funzionale, è la causa dell'indebolimento dell'immunità. I più radiosensibili sono i linfociti. Esistono differenze interne sia tra le sottopopolazioni che tra i linfociti. I linfociti B sono più sensibili alle radiazioni rispetto ai linfociti T. Le differenze si trovano all'interno della popolazione di cellule T. I più radioresistenti sono i T-helper, mentre i più radiosensibili sono i T-soppressori. Al gruppo resistente alle radiazioni appartengono anche le cellule natural killer e i magcrofagi. La maggior parte dei linfociti muore durante l'irradiazione nell'intervallo da 0,5 a 6 Gy. Il primo giorno muoiono principalmente le cellule interfase e nei successivi 3-4 giorni (di solito in presenza di antigene) muoiono le cellule in divisione.

Tutti i linfociti (eccetto i soppressori) dopo il contatto con l'antigene e raggiungendo lo stadio maturo (effettore) acquisiscono una maggiore radioresistenza. A causa dell'irradiazione, l'immunità anti-infettiva è maggiormente colpita. Anche l’immunità antitumorale ne risente, ma le conseguenze si scoprono solo più tardi a lungo. L'autoimmunità, a differenza delle prime due, al contrario, aumenta. Nonostante la radiosensibilità relativamente elevata dei linfociti, il sistema immunitario è il più vulnerabile tra gli altri sistemi corporei a dosi non superiori a quelle letali medie del sistema immunitario, che è responsabile dell'integrità individuale di un particolare organismo.

Fattori che influenzano il danno da radiazioni. L'effetto biologico finale viene influenzato vari fattori , che si dividono principalmente in fisiche, chimiche e biologiche. Tra i fattori fisici viene al primo posto il tipo di radiazione caratterizzata da relativa efficacia biologica. Le differenze negli effetti biologici sono dovute al trasferimento lineare di energia di un dato tipo di radiazione ionizzante, che è associata 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 a raggi X da 220 kV) e la dose di radiazione in studio, che fornisce un uguale effetto biologico. Poiché è possibile selezionare molti effetti biologici per il confronto, esistono diversi valori RBE per la radiazione da testare. Se si prende l'effetto catarattogeno come indicatore dell'effetto 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 circa 1. Il successivo fattore fisico significativo è la dose di radiazione dell'agente ionizzante, che nel Sistema Internazionale di Unità (SI) è espressa in grigi (Gy). 1 Gy = 100 rad, 1 rad = 0,975 R. Lo sviluppo di sindromi da lesioni da radiazioni e l'aspettativa di vita dopo l'irradiazione dipendono dall'entità della dose assorbita. Quando si analizza la relazione tra la dose ricevuta da un mammifero e uno specifico effetto biologico, viene presa in considerazione la probabilità del suo verificarsi. Se l'effetto appare in risposta all'irradiazione indipendentemente dall'entità della dose assorbita, è classificato come stocastico. Ad esempio, gli effetti ereditari delle radiazioni sono considerati stocastici. Al contrario, si osservano effetti non stocastici al raggiungimento di una certa dose soglia di radiazioni. A titolo esemplificativo si segnalano opacità del cristallino, infertilità, ecc. Nelle Raccomandazioni della Commissione Internazionale sulla Protezione Radiologica (n. 26, 1977), gli effetti stocastici e non stocastici sono definiti come segue: “Stocastici sono quelli non- effetti soglia per i quali la probabilità del loro verificarsi (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, pertanto, per i quali può esistere una soglia affinché si verifichi”. Le sostanze chimiche radioprotettive, a seconda della loro efficacia, riducono al massimo l'impatto biologico delle radiazioni di 3 volte. Non possono impedire il verificarsi di effetti stocastici. All'essenziale fattori chimici, che modifica l'effetto delle radiazioni ionizzanti è la concentrazione di ossigeno nei tessuti del corpo dei mammiferi. La sua presenza nei tessuti, soprattutto durante l'irradiazione con raggi gamma o X, potenzia gli effetti biologici delle radiazioni. Il meccanismo dell'effetto ossigeno si spiega con un aumento soprattutto dell'effetto indiretto delle radiazioni. La presenza di ossigeno nel tessuto irradiato al termine dell'esposizione dà l'effetto opposto. Per caratterizzare l'esposizione, insieme alla dose totale, è importante la durata dell'esposizione. Dose Radiazione ionizzante Indipendentemente dal tempo della sua azione, provoca lo stesso numero di ionizzazioni nell'organismo irradiato. La differenza, tuttavia, sta nell’entità della riparazione del danno da radiazioni. Di conseguenza, con un irraggiamento di potenza inferiore si osserva un minor danno biologico. La dose assorbita è espressa in grigi per unità di tempo, ad esempio Gy/min, mGy/h, ecc. La modifica della radiosensibilità dei tessuti corporei è di grande importanza pratica. Questo libro è dedicato ai radioprotettori, cioè alle sostanze che riducono la radiosensibilità dell'organismo, ma questo non vuol dire 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 con strutture chimiche diverse. Poiché questi composti dissimili hanno proprietà molto diverse, talvolta opposte, è difficile separarli mediante l'azione farmacologica. Per manifestare un effetto radioprotettivo nel corpo di un mammifero, nella maggior parte dei casi, è sufficiente una singola somministrazione di radioprotettori. Esistono però anche sostanze che aumentano la radioresistenza solo dopo somministrazioni ripetute. I radioprotettori differiscono anche nell'efficacia della protezione che creano. Esistono quindi molti criteri in base ai quali possono essere classificati. Dal punto di vista pratico è opportuno dividere i radioprotettori in base alla durata della loro azione, separando le sostanze ad azione breve e quelle ad azione prolungata. 1. I radioprotettori o una combinazione di radioprotettori con effetto a breve termine (entro minuti o ore) sono destinati alla protezione una tantum contro le radiazioni esterne acute. Tali sostanze o combinazioni di esse possono essere somministrate ripetutamente agli stessi individui. Queste sostanze possono essere utilizzate come dispositivi di protezione individuale prima di una sospetta esplosione. armi nucleari, entrando in un'area di contaminazione radioattiva o prima di ogni irradiazione locale radioterapeutica. Nello spazio, possono essere utilizzati per proteggere gli astronauti dalle radiazioni causate dai brillamenti solari. 2. Le sostanze radioprotettive a lungo termine hanno lo scopo di aumentare la radioresistenza del corpo per un periodo di tempo più lungo. Per ottenere un effetto protettivo è solitamente necessario aumentare l'intervallo dopo la somministrazione di tali sostanze a circa 24 ore reintroduzione. L'uso pratico di questi protettori è possibile tra i professionisti che lavorano con radiazioni ionizzanti, tra gli astronauti durante i voli spaziali a lungo termine, così come durante la radioterapia a lungo termine poiché i protettori sono a breve termine azione protettiva il più delle volte si riferiscono a sostanze di natura chimica, parlano di radioprotezione chimica. Un effetto protettivo a lungo termine si manifesta invece dopo la somministrazione di sostanze prevalentemente di 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 devono soddisfare gli obiettivi dell’utilizzo dei radioprotettori come dispositivi di protezione individuale. Secondo Saksonov et al. (1976) tali requisiti devono essere almeno i seguenti: - il farmaco deve essere sufficientemente efficace e non causare effetti pronunciati reazioni avverse; - agire rapidamente (entro i primi 30 minuti) e per un tempo relativamente lungo (almeno 2 ore); - deve essere atossico con coefficiente terapeutico almeno pari a 3; - non dovrebbe avere un impatto negativo, nemmeno a breve termine, sulla capacità lavorativa di una persona o indebolire le competenze acquisite; - avere una forma di dosaggio conveniente: per somministrazione orale o iniezione con un tubo per siringa con un volume non superiore a 2 ml; - non dovrebbe avere effetti dannosi sull'organismo in seguito a dosi ripetute o avere proprietà cumulative; - non dovrebbe ridurre la resistenza del corpo ad altri fattori ambientali sfavorevoli; - il farmaco deve essere stabile e conservare le sue proprietà protettive e farmacologiche per almeno 3 anni. Requisiti meno rigorosi si applicano ai radioprotettori destinati all'uso in radioterapia. Essi sono tuttavia complicati da una condizione importante: la necessità di un'azione protettiva differenziata. Dovrebbe essere fornito alto livello protezione dei tessuti sani e dei tessuti tumorali minimi. Questa distinzione consente di potenziare l'effetto di una dose terapeutica di radiazioni applicata localmente sul sito del tumore senza gravi danni al tessuto sano circostante.

I moderni dati scientifici confermano l’esistenza di meccanismi che garantiscono l’adattamento del corpo ai livelli naturali di esposizione alle radiazioni. Tuttavia, se viene superato un certo livello di ERF, l'adattamento sarà difettoso con l'una o l'altra probabilità di sviluppo condizione patologica. L’esposizione a lungo termine a livelli elevati di ERF porta a una diminuzione della radioresistenza e a disturbi della reattività immunologica, e quest’ultima è associata a morbilità.

Dopo l'incidente alla centrale nucleare di Chernobyl, il peso specifico individui sani tra la popolazione evacuata è scesa dal 57 al 23%. Le conseguenze di questo incidente hanno l'impatto più negativo sulla salute della popolazione infantile. La morbilità dei bambini colpiti dalle radiazioni è 2-3 volte maggiore, la percentuale di bambini frequentemente malati con un sistema immunitario ridotto è elevata (82,6%), la maggior parte di loro soffre di allergie e si osserva un aumento del numero di malattie somatiche. Nei villaggi del distretto di Totsky della regione di Orenburg, nel territorio vicino al sito del test, la prevalenza è più alta tra la popolazione adulta distonia vegetativa-vascolare, patologia ghiandola tiroidea, gravidanza. La percentuale di bambini praticamente sani in questi villaggi è del 6-7%, con il 15% nell'area di controllo; Il 50% dei bambini ha disabilità del sistema cardiovascolare, malattie sistema nervoso, così come le immunodeficienze (20-30% dei bambini contro il 7-8% nell'area di controllo), il contenuto di manganese nei capelli è 7 volte, il contenuto di rame è 8 volte superiore e il contenuto di arsenico è 20 volte superiore al normale.

Il principale effetto biologico delle radiazioni è il danno al genoma delle cellule, che si manifesta con un aumento del numero di neoplasie e malattie ereditarie.

Basse dosi di radiazioni aumentano la probabilità di cancro nelle persone. Si stima che circa il 10% dei casi di cancro all’anno siano causati dall’ERF. Le forme di cancro causate dalle radiazioni possono essere indotte anche da altri agenti. Si sta valutando l'impatto delle radiazioni sulla tiroide dei residenti russi come conseguenza del disastro della centrale nucleare di Chernobyl. Un'analisi retrospettiva e attuale dell'incidenza del cancro alla tiroide nei bambini e negli adolescenti nella regione di Bryansk ha dimostrato che il primo manifestazioni cliniche sono stati notati 4-5 anni dopo l'incidente, che corrisponde al periodo minimo per lo sviluppo dell'oncopatologia dopo l'irradiazione. La distribuzione naturale del cancro alla tiroide non supera 1 caso su 1 milione di bambini e adolescenti. La dinamica del numero di casi di cancro alla tiroide nei bambini della regione di Bryansk è indicativa: 1987. - 1; 1988 –0; 1989 –0; 1990 -4; 1991 -4; 1992 -8; 1993 -12; 1994 – 19 casi. Circa il 50% dei bambini e degli adolescenti con diagnosi di cancro alla tiroide viveva in aree con alti livelli di contaminazione radioattiva del suolo. Secondo le stime prognostiche, 20 e 40 anni dopo l'incidente, un caso su quattro di cancro alla tiroide sarà causato dalle radiazioni.

Il radon è potenzialmente pericoloso per l'uomo. Una parte significativa dei suoi prodotti di degradazione viene trattenuta nei polmoni. La superficie dei polmoni è di diversi metri quadrati. Questo è un buon filtro che fa precipitare gli aerosol radioattivi, che ricoprono così la superficie polmonare. Gli isotopi radioattivi del polonio (un prodotto figlio del decadimento del radon) “bombardano” la superficie dei polmoni con particelle alfa e sono responsabili di oltre il 97% della dose associata al radon. Il principale effetto medico e biologico delle alte concentrazioni di radon è il cancro ai polmoni. Nelle miniere contenuto aumentato il radon aumenta significativamente l’incidenza della morte dei minatori per cancro ai polmoni e la relazione è lineare e senza soglia. I calcoli mostrano che con una concentrazione media di radon negli edifici residenziali di 20-25 Bq/m 3, oggi uno su trecento abitanti morirà di cancro ai polmoni causato dal radon.

Riconoscendo l'adattamento all'ERF come una delle condizioni obbligatorie della vita sulla Terra, è impossibile negare l'influenza di livelli elevati sull'ereditarietà. Livelli elevati di ERF portano ad un aumento delle deformità nei neonati nelle aree montuose e in aree con rocce ignee. I risultati degli esperimenti su animali e colture cellulari ci convincono che le mutazioni sotto l'influenza delle radiazioni (conseguenze mutazionali che si esprimono nella persistenza del danno genetico e nel verificarsi di instabilità dell'apparato cromosomico) possono essere trasmesse alle generazioni future. La probabilità di difetti ereditari è inferiore alla probabilità di cancro e aumenta con la dose di radiazioni del numero di individui dell'intera popolazione esposti alle radiazioni e con il numero di matrimoni tra individui esposti. Gli esperti stimano che un ERF di 2 mSv causi probabilmente lo 0,1-2% di tutte le mutazioni genetiche. All’aumentare del suo livello, questa percentuale aumenta.

Pertanto, il riconoscimento dell'ERF come fattore obbligato dell'ambiente di esistenza, nelle condizioni in cui è nata, si è sviluppata ed esiste la vita biologica, ci consente di parlare dell'esistenza di un livello ottimale di ERF per la vita. L'ampia gamma di radiosensibilità caratteristica di diversi gruppi della popolazione, il loro adattamento a diversi livelli di ERF: tutto ciò suggerisce l'esistenza di un ampio intervallo di transizione da un livello medio a un livello maggiore di ERF.

Azioni preventive

L'identificazione e lo studio dei meccanismi di interazione dei fattori di radiazione con il corpo umano, compreso lo studio dei modelli di risposta del corpo all'influenza delle radiazioni di fondo e di livelli elevati in condizioni ambientali specifiche, è possibile solo con l'accumulo di dati reali. Nel nostro paese esiste un sistema statale unificato per la contabilità e il controllo delle dosi individuali di radiazioni dei cittadini (USKID). Si basa sul monitoraggio continuo dei livelli di radiazioni naturali di fondo, sul controllo delle dosi di radiazioni mediche e sulla contabilizzazione delle dosi di radiazioni individuali del personale che lavora con fonti di radiazioni ionizzanti.

Sono stati creati standard per l'uso di materiali da costruzione naturali e scarti di produzione nella costruzione. Come standard per i materiali utilizzati nella costruzione di edifici residenziali ed edifici pubblici sono stati proposti valori di concentrazione efficace di radionuclidi pari a 370 Bq/kg. Nessuna costruzione può iniziare senza esaminare il terreno e i materiali da costruzione; tutto ciò che viene costruito dovrà essere sottoposto a controllo obbligatorio della radioattività, compreso il radon, con emissione di apposita conclusione. Sono state stabilite norme che regolano il contenuto di radon nei locali residenziali: l'attività media annua di equilibrio del radon negli edifici di nuova costruzione non deve superare i 100 Bq/m 3 e nei vecchi edifici - 200 Bq/m 3. Se la concentrazione di radon è superiore a 200 Bq/m3, in questi edifici è necessario adottare misure per ridurne la concentrazione (ventilazione del seminterrato, riparazioni decorative con tappezzeria di pareti e soffitti, parquet, moquette, ecc.). La concentrazione di radon nei locali è di 400 Bq/m3 e superiore, richiedendo lo spostamento dei residenti e la riconversione dell'edificio. Negli edifici industriali l'attività del radon consentita è di 310 Bq/m3.

Per ridurre i livelli di radiazione di fondo nella biosfera, è necessario attuare in modo mirato e coerente l'intero complesso di misure ambientali per il miglioramento della salute (tecnologiche, tecnico-sanitarie, organizzative, architettoniche e di pianificazione).

È stato inoltre sviluppato il concetto di visita medica specialistica per fasi della popolazione che vive in un territorio contaminato da radionuclidi e prevede una valutazione dello stato di salute sulla base di dati clinici e di laboratorio; chiarimento delle diagnosi di malattie che possono essere associate all'esposizione alle radiazioni; verifica delle informazioni sulle dosi di radiazioni; indagine medica e dosimetrica individuale sulla connessione tra malattie ed esposizione alle radiazioni; trattamento e riabilitazione.

La creata Commissione scientifica russa per la radioprotezione (RNSP) presuppone un approccio integrato alla radioprotezione e alla riabilitazione della popolazione, vale a dire creazione e sviluppo della protezione sociale della popolazione e prevenzione di possibili conseguenze negative per la salute della popolazione esposta a livelli elevati di radiazioni.

È importante eliminare l’analfabetismo ambientale nella società, compresa la formazione di un pensiero ambientale sui problemi della radioprotezione. È necessaria assistenza informativa qualificata, anche da operatori sanitari, sulla prevenzione radiofobia tra la popolazione.

1 di 17

Presentazione sul tema:

Diapositiva n.1

Descrizione diapositiva:

Diapositiva n.2

Descrizione diapositiva:

Piano Introduzione Concetto di "Effetti biologici delle radiazioni" Effetti diretti e indiretti delle radiazioni Impatto delle radiazioni sui singoli organi e sull'organismo nel suo complesso Mutazioni Effetto di grandi dosi di radiazioni su oggetti biologici Due tipi di irradiazione del corpo: esterna e interna Come proteggersi dalle radiazioni? I più grandi incidenti e disastri dovuti alle radiazioni nel mondo

Diapositiva n.3

Descrizione diapositiva:

Introduzione Il fattore radiazione è presente sul nostro pianeta sin dalla sua formazione. Tuttavia, azione fisica Le radiazioni iniziarono a essere studiate solo alla fine del XIX secolo e i suoi effetti biologici sugli organismi viventi a metà del XX secolo. Le radiazioni 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 alte dosi di radiazioni e sono morti tumore maligno causato dalla sovraesposizione. Tuttavia, oggi la scienza mondiale ne conosce 6 effetti biologici radiazioni più che sull'azione di qualsiasi altro fattore, fisico e natura biologica nell'ambiente.

Diapositiva n.4

Descrizione diapositiva:

Il concetto di "Effetti biologici delle radiazioni" Cambiamenti causati nell'attività vitale e nella struttura degli organismi viventi quando esposti a onde elettromagnetiche a onde corte (raggi X e radiazioni gamma) o flussi di particelle cariche, radiazioni beta e neutroni D - assorbiti dose; E - energia assorbita; m-massa corporea

Diapositiva n.5

Descrizione diapositiva:

Studiando l'effetto delle radiazioni su un organismo vivente, sono state identificate le seguenti caratteristiche: L'effetto delle radiazioni ionizzanti sul corpo non è percepibile dagli esseri umani. Le persone non hanno un organo di senso in grado di percepire le radiazioni ionizzanti. Gli effetti di piccole dosi possono essere additivi o cumulativi. Le radiazioni colpiscono non solo un dato organismo vivente, ma anche la sua prole: questo è il cosiddetto effetto genetico. Vari organi gli organismi viventi 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 nel loro insieme percepiscono le radiazioni allo stesso modo. L'irradiazione dipende dalla frequenza. Le radiazioni a dose singola in dosi elevate provocano conseguenze più profonde radiazione frazionata.

Diapositiva n.6

Descrizione diapositiva:

Effetti diretti e indiretti delle radiazioni Onde radio, onde luminose, energia termica del sole: tutti questi sono tipi di radiazioni. L'effetto delle radiazioni si verifica a livello atomico o molecolare, indipendentemente dal fatto che siamo esposti a radiazioni esterne o riceviamo sostanze radioattive nel cibo e nell'acqua, il che sconvolge l'equilibrio dei processi biologici nel corpo e porta a conseguenze negative. L'energia trasferita direttamente agli atomi e alle molecole dei tessuti biologici è chiamata effetto diretto delle radiazioni. Alcune celle verranno danneggiate in modo significativo a causa della distribuzione non uniforme dell'energia delle radiazioni. Oltre all'irradiazione diretta, indiretta o azione indiretta associati alla radiolisi dell’acqua.

Diapositiva n.7

Descrizione diapositiva:

Effetto diretto delle radiazioni Uno degli effetti diretti è la 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. Quando le radiazioni 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 interrompono il funzionamento del sistema immunitario. Il nostro corpo, contrariamente ai processi sopra descritti, produce sostanze speciali che sono una sorta di "detergenti".

Diapositiva n.8

Descrizione diapositiva:

Effetti indiretti delle radiazioni Oltre alle radiazioni ionizzanti dirette, esiste anche un effetto indiretto o indiretto associato alla radiolisi dell'acqua. Durante la radiolisi si formano i radicali liberi: alcuni atomi o gruppi di atomi che hanno un'elevata attività chimica. Se il numero di radicali liberi è piccolo, il corpo ha la capacità di controllarli. Se ce ne sono troppi, il funzionamento dei sistemi protettivi e l'attività vitale delle singole funzioni corporee vengono interrotti. I danni causati dai radicali liberi aumentano rapidamente in una reazione a catena.

Diapositiva n.9

Descrizione diapositiva:

L'impatto delle radiazioni sui singoli organi e sul corpo nel suo complesso. Nella struttura del corpo si possono distinguere due classi di sistemi: controllo (nervoso, endocrino, immunitario) e supporto vitale (respiratorio, cardiovascolare, digestivo). L'interazione delle radiazioni con il corpo inizia a 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. 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.

Diapositiva n.10

Descrizione diapositiva:

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

Diapositiva n

Descrizione diapositiva:

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. Viene chiamata una mutazione che si verifica in una cellula germinale mutazione genetica e possono essere trasmessi alle generazioni successive. Dosi consentite le esposizioni furono stabilite molto prima dell'avvento di metodi che permisero di stabilire le tristi conseguenze a cui avrebbero potuto portare persone ignare e i loro discendenti.

Diapositiva n.12

Descrizione diapositiva:

L'effetto di grandi dosi di radiazioni sugli oggetti biologici Un organismo vivente è molto sensibile all'azione delle radiazioni ionizzanti. Più un organismo vivente si trova in alto sulla scala evolutiva, più è radiosensibile. 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 dei radicali liberi H e OH. 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. Grandi dosi con un'esposizione prolungata può provocare danni irreversibili a singoli organi o all'intero organismo.

Diapositiva n.13

Descrizione diapositiva:

Due tipi di irradiazione del corpo: esterna e interna Le radiazioni possono influenzare una persona in due modi. Il primo metodo è la radiazione esterna proveniente da una fonte situata all'esterno del corpo, che dipende principalmente dal fondo radioattivo dell'area in cui vive la persona o da altri fattori esterni. La seconda è l'esposizione interna, causata dall'ingestione di una sostanza radioattiva nell'organismo, principalmente attraverso il cibo. L'esposizione esterna e quella interna richiedono l'adozione di precauzioni diverse contro gli effetti pericolosi delle radiazioni.

Diapositiva n.14

Descrizione diapositiva:

Come proteggersi dalle radiazioni? Protezione nel tempo. Minore è il tempo trascorso vicino a una sorgente di radiazioni, minore è la dose di radiazioni ricevuta da essa. La protezione per distanza è tale che la radiazione diminuisce con la distanza da una sorgente compatta. Cioè, se a una distanza di 1 metro da una sorgente di radiazioni il dosimetro mostra 1000 microroentgen all'ora, a una distanza di 5 metri mostra circa 40 microroentgen all'ora, motivo per cui le sorgenti di radiazioni sono spesso così difficili da rilevare. A lunghe distanze non possono essere catturati; è necessario sapere chiaramente dove cercare. Protezione con una sostanza. È necessario sforzarsi di garantire che ci sia quanta più sostanza possibile tra noi e la fonte di radiazioni. Più è denso e abbondante, maggiore è la porzione di radiazione che può assorbire.

Descrizione diapositiva:

Sono state rilasciate nell'atmosfera 190 tonnellate di sostanze radioattive. Delle 140 tonnellate di combustibile radioattivo provenienti dal reattore, 8 finirono nell'aria. Altre sostanze pericolose hanno continuato a fuoriuscire dal reattore a seguito dell'incendio, durato quasi due settimane. Le persone a Chernobyl furono esposte a 90 volte più radiazioni rispetto a quando la bomba cadde su Hiroshima. A seguito dell'incidente, si è verificata una contaminazione radioattiva in un raggio di 30 km. Risulta contaminata un’area di 160mila chilometri quadrati. Sono state colpite la parte settentrionale dell’Ucraina, la Bielorussia e la Russia occidentale. 19 regioni russe con un territorio di quasi 60mila chilometri quadrati e una popolazione di 2,6 milioni di persone sono state esposte alla contaminazione da radiazioni.

Diapositiva n.17

Descrizione diapositiva:

L'11 marzo 2011 in Giappone si è verificato il terremoto più potente della storia del paese. Di conseguenza, una turbina della centrale nucleare di Onagawa è stata distrutta ed è scoppiato un incendio, che è stato rapidamente domato. Nella centrale nucleare di Fukushima-1, la situazione era molto grave: a seguito dello spegnimento del sistema di raffreddamento, del combustibile nucleare sciolto nel reattore dell'unità n. 1, è stata rilevata una perdita di radiazioni all'esterno dell'unità e un'evacuazione è stato effettuato nella zona di 10 chilometri attorno alla centrale nucleare.

Saggio

Soggetto:

Piano:

introduzione

1 Effetti diretti e indiretti delle radiazioni ionizzanti

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

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 e sono morti a causa di tumori maligni causati dalla sovraesposizione.

Tuttavia, oggi la scienza mondiale sa più sugli effetti biologici delle radiazioni che sull'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.

· L'esposizione dipende dalla frequenza. La singola esposizione a una dose elevata provoca effetti più profondi rispetto all’esposizione frazionata.

1. EFFETTI DIRETTI ED INDIRETTI DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI

Onde radio, onde luminose, energia termica del sole: tutti questi sono tipi di radiazioni. Tuttavia, le radiazioni saranno ionizzanti se sono in grado di rompere i legami chimici delle molecole che compongono i tessuti di un organismo vivente e, di conseguenza, causare cambiamenti biologici. L'effetto delle radiazioni ionizzanti si verifica a livello atomico o molecolare, indipendentemente dal fatto che siamo esposti a radiazioni esterne o riceviamo sostanze radioattive nel cibo e nell'acqua, il che sconvolge l'equilibrio dei 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 il tessuto biologico. Viene chiamata l'energia trasferita direttamente agli atomi e alle molecole dei tessuti biologici 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. 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 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. Zar IO particelle sposate penetrare nei tessuti del corpo, perdere la loro energia a causa delle interazioni elettriche con gli elettroni degli atomi Ele A interazione trica 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... Con A perossido Inoltre, ci sono composti attivi come il perossido di idrogeno, l'idrossi 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 piccolo, il corpo ha la capacità di controllarli. Se ce ne sono troppi, il funzionamento dei sistemi protettivi e l'attività vitale delle singole funzioni corporee vengono interrotti. 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 una funzione vitale dell'intero corpo, perché le proteine ​​difettose interrompono il funzionamento del 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.

I radicali liberi che causano reazioni chimiche coinvolgono molte molecole non influenzate 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. Misure chimiche e opinioni nascono come risultato dell’interazione dei radicali liberi tra loro o con molecole “sane”. Cambiamenti biochimici verificarsi come V momento dell'irradiazione e durante tuttoeniya per molti anni, il 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) 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 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 a 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 risaputo 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 una malattia specifica non si verifica a causa degli effetti dannosi delle radiazioni sul corpo, è più importante stabilirne la causa conseguenze a lungo termine difficile perché 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, dei linfonodi e delle cellule germinali presentano il danno radioattivo più elevato. 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 vengono colpite, il 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 fegato maturo tessuto cartilagineo-- fino a 70 Gy. Più l'organismo è giovane, più è sensibile, a parità di altre condizioni, agli effetti delle radiazioni.

La radiosensibilità specie-specifica aumenta man mano che l'organismo diventa più complesso. Questo perché gli organismi complessi hanno anelli più deboli, causando 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.

Secondo E. J. Hall, tali disturbi possono essere classificati in due tipi principali: aberrazioni cromosomiche, compresi i 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 se entrambi i genitori hanno lo stesso gene mutante). Tali mutazioni potrebbero non comparire per molte generazioni o potrebbero non essere rilevate affatto. Una mutazione in una cellula self influenzerà solo l’individuo stesso. Le mutazioni causate dalle radiazioni non sono diverse da quelle naturali, ma aumenta la portata degli effetti dannosi.

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. Radiosensibilità dentro vari organismi varia abbastanza ampiamente (Fig. 2.16).

Il corpo umano, in quanto sistema naturale perfetto, è ancora più sensibile alle radiazioni. Se una persona ha subito radiazioni generali con una dose di 100-200 rad, dopo alcuni giorni svilupperà segni di lieve malattia da radiazioni. Il suo segno può essere una diminuzione del numero di globuli bianchi, che viene determinato mediante un esame del sangue. Un indicatore soggettivo per una persona è possibile vomito 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 dei leucociti (globuli bianchi) nel sangue diminuisce drasticamente, si verificano nausea e vomito e compaiono emorragie sottocutanee. Morte osservato 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 dell'esposizione alle radiazioni sopra descritte sono tipiche 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 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 delle caratteristiche individuali dell'organismo, i cambiamenti causati possono essere reversibili o irreversibili. A piccole dosi il tessuto interessato ripristina la sua attività funzionale. Grandi dosi con esposizione prolungata possono causare danni irreversibili ai singoli organi o all'intero corpo. 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.

L'effetto biologico delle radiazioni ionizzanti 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 dell'organismo. 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 che provoca danni a singole parti del corpo supera la dose letale assorbita dall’intero corpo. Le dosi letali assorbite per le singole parti del corpo sono le seguenti: testa - 20 Gy, Parte inferiore 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 agli effetti delle radiazioni, otteniamo la seguente sequenza: tessuto linfatico, linfonodi, milza, timo, midollo osseo, cellule germinali. La maggiore sensibilità degli organi ematopoietici alle radiazioni è alla base della determinazione della 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 dei globuli rossi diminuisce cellule del sangue) due settimane dopo l'irradiazione. Una persona sana ha circa 10 4 globuli rossi e ne vengono prodotti 10 ogni giorno. 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. All’aumentare della dose, aumenta l’effetto dannoso delle radiazioni. 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 altri 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 radioattivo dell'area in cui vive la persona o da altri fattori esterni. Secondo -- radiazione interna, causato dall'ingestione di una sostanza radioattiva nell'organismo, principalmente attraverso il cibo.

I prodotti alimentari che non soddisfano gli standard sulle radiazioni hanno un elevato contenuto di radionuclidi, vengono incorporati negli alimenti 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, rappresentano un grande pericolo. Il plutonio, caduto in seguito al disastro di Chernobyl, è il cancerogeno più pericoloso. 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, va tenuto presente che il rapporto tra la quantità totale di plutonio e dei suoi equivalenti americio e curio e la quantità totale di plutonio che entra nell'organismo 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 provenienti dai test sulle armi nucleari è caduta nel terreno senza intaccare l'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.

L'esposizione esterna e quella interna richiedono l'adozione di precauzioni diverse contro gli effetti pericolosi delle radiazioni.

L'esposizione esterna è generata principalmente da radionuclidi contenenti gamma radiazione a 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.

Esistono tre possibili vie attraverso le quali 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 sulla natura chimica di queste ultime, indipendentemente dal fatto che siano radioattive 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. Altri elementi chimici tendono ad accumularsi in alcuni 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. Biol O metà vita è il tempo necessario per eliminare la metà di una sostanza radioattiva dal corpo. Alcuni radionuclidi vengono eliminati rapidamente dall'organismo e quindi non hanno il tempo di causare gravi danni, mentre altri rimangono nell'organismo 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 dell'emivita fisica e dell'emivita biologica emivita effettiva --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 contenuto accettabile ciascun elemento radioattivo. Sulla base di questi dati sono stati creati documenti che regolano le concentrazioni ammissibili di sostanze radioattive nell'aria atmosferica, nell'acqua potabile e nei prodotti alimentari. In Bielorussia, in relazione all'incidente di Chernobyl, sono in vigore i livelli ammissibili repubblicani per il contenuto 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 per i bambini. Tenendo conto di tutti i fattori e gli standard di cui sopra, sottolineiamo che la media e La dose equivalente effettiva annuale alle radiazioni umane non deve superare 1 mSv all’anno.

LETTERATURA:

1. Savenko V.S. Radioecologia. --Mn.: Design PRO, 1997.

2. M.M. Tkachenko, “Radiologia (diagnosi sostitutiva e terapia sostitutiva)”

3. AV. SHUMAKOV Una breve guida alla radioterapia Lugansk -2006

4. Bekman I.N. Lezioni di medicina nucleare

5. L.D. Lindenbraten, L.B. Naumov Radiologia medica. M. Medicina 1984

6. P.D. Khazov, M.Yu. Petrova. Fondamenti di radiologia medica. Rjazan', 2005

7. P.D. Khazov. Diagnostica delle radiazioni. Una serie di conferenze. Ryazan. 2006