Воздействие радиационного излучения на биологические объекты

Доклад

по теме

" Воздействие радиационного излучения на биологические объекты"

ученицы 11а класса

средней школы № 38

Кореневой Юлии

Орёл - 2000

В результате воздействия ионизирующего излучения на организм человека

в тканях могут происходить сложные физические, химические и биохимические

процессы.

При попадание радиоактивных веществ внутрь организма поражающее

действие оказывают в основном альфа-источники, а затем и

бетта-источники, т.е. в обратной наружному облучению

последовательности. Альфа-частицы, имеющие небольшую плотность ионизации,

разрушают слизистую оболочку, которая является слабой защитой

внутренних органов по сравнению с наружным кожным покровом.

Существует три пути поступления радиоактивных веществ в организм: при

вдыхание воздуха, загрязненного радиоактивными веществами, через

зараженную пищу или воду, через кожу, а также при заражении открытых ран.

Наиболее опасен первый путь, поскольку во-первых, объем легочной

вентиляции очень большой, а во-вторых, значения коэффициента усвоения в

легких более высоки.

Пылевые частицы, на которых сорбированы радиоактивные изотопы, при

вдыхании воздуха через верхние дыхательные пути частично оседают в полости

рта и носоглотке. Отсюда пыль поступает в пищеварительный тракт.

Остальные частицы поступают в легкие. Степень задержки аэрозолей в легких

зависит от их дисперсионности. В легких задерживается около 20% всех

частиц; при уменьшении размеров аэрозолей величина задержки увеличивается

до 70%.

При всасывании радиоактивных веществ из желудочно-кишечного тракта

имеет значение коэффициент резорбции, характеризующий долю вещества,

попадающего из желудочно-кишечного тракта в кровь. В зависимости от

природы изотопа коэффициент изменяется в широких пределах: от сотых долей

процента(для циркония, ниобия), до нескольких десятков процентов (водород,

щелочно-земельные элементы). Резорбция через неповрежденную кожу в 200-300

раз меньше, чем через желудочно-кишечный тракт, и, как правило, не играет

существенной роли.

При попадании радиоактивных веществ в организм любым путем они уже

через несколько минут обнаруживаются в крови. Если поступление

радиоактивных веществ было однократным, то концентрация их в крови

вначале возрастает до максимума, а затем в течение 15-20 суток

снижается.

Концентрации в крови долгоживущих изотопов в дальнейшем могут

удерживаться практически на одном уровне в течение длительного времени

вследствие обратного вымывания отложившихся веществ. Эффект

воздействия ионизирующего излучения на клетку - результат комплексных

взаимосвязанных и взаимообусловленных преобразований. По А.М. Кузину,

радиационное поражение клетки осуществляется в три этапа. На первом этапе

излучение воздействует на сложные макромолекулярные образования, ионизируя

и возбуждая их. Это физическая стадия лучевого воздействия. Второй этап

- химические преобразования. Они соответствуют процессам

взаимодействия радикалов белков, нуклеиновых кислот и липидов с водой,

кислородом, радикалами воды и возникновению органических перекисей.

Радикалы, возникающие в слоях упорядоченно расположенных белковых

молекул, взаимодействуют с образованием "сшивок", в результате чего

нарушается структура биомембран. Из-за повреждения лизосомальных

мембран происходит увеличение активности и высвобождение ферментов,

которые путем диффузии достигают любой органеллы клетки и легко в нее

проникают, вызывая ее лизис.

Конечный эффект облучения является результатом не только

первичного повреждения клеток, но и последующих процессов

восстановления. Предполагается, что значительная часть первичных

повреждений в клетке возникает в виде так называемых потенциальных

повреждений, которые могут реализовываться в случае отсутствия

восстановительных процессов. Реализация этих процессов способствуют

процессы биосинтеза белков и нуклеиновых кислот. Пока реализация

потенциальных повреждений не произошла, клетка может в них

"восстановиться". Это, как предполагается, связано с ферментативными

реакциями и обусловлено энергетическим обменом. Считается, что в

основе этого явления лежит деятельность систем, которые в обычных

условиях регулируют интенсивность естественного мутационного процесса.

Мутагенное воздействие ионизирующего излучения впервые установили русские

ученые Р.А. Надсон и Р.С. Филиппов в 1925 году в опытах на дрожжах. В

1927 году это открытие было подтверждено Р.Меллером на классическом

генетическом объекте - дрозофиле.

Ионизирующие излучения способны вызывать все виды наследственных

перемен. Спектр мутаций, индуцированных облучением, не отличается от

спектра спонтанных мутаций.

Последние исследования Киевского Института нейрохирургии показали, что

радиация даже в малых количествах, при дозах в десятки бэр, сильнейшим

образом воздействует на нервные клетки - нейроны. Но нейроны гибнут не от

прямого воздействия радиации. Как выяснилось, в результате воздействия

радиации у большинства ликвидаторов ЧАЭС наблюдается "послерадиационная

энцефлопатия". Общие нарушения в организме под действием радиации приводит

к изменению обмена веществ, которые влекут за собой патологические

изменения головного мозга.