Влияние радиационного фактора на здоровье населения

Министерство  образования Республики Беларусь

УО «Витебский Государственный медицинский университет»

Кафедра общей  гигиены и экологии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

По дисциплине Радиационная медицина

 

Тема «Влияние радиационного фактора на здоровье населения»

 

 

 

 

 

 

 

Подготовил

Студент 39 группы 2 курса

Лечебного факультета

Брель И.Н.

Проверил

Царенко Ю.Ю.

 

 

 

Витебск – 2013

 

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение………………………………………………………………..2
2. Действие ионизирующего излучения……………………...................3
3. Виды радиационного поражения……………………………………..3
4. Детерминированные и стохастические последствия облучения…...8
5. Снижение лучевых нагрузок на население…………………………..13
6. Заключение……………………………………………………………..19
7. Список литературы…………………………………………………….20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Влияние радиации на окружающую среду и человека по-прежнему остаётся актуальной, в связи с последними событиями в Японии и Чернобыле. Излучения радиоактивных веществ  оказывают очень сильное воздействие  на все живые организмы. Даже сравнительно слабое излучение, которое при полном поглощении повышает температуру тела лишь на 0,001. ͦС, нарушает жизнедеятельность  клеток.

 

 

 

 

 

Действия ионизирующих излучений

 Принципиальной особенностью  действия ионизирующих излучений,  в отличие от других повреждающих  факторов внешней среды, является  дистанционность воздействия источника на организм, т.е. способность проникать в биологические ткани, клетки, субклеточные структуры и повреждать их, вызывая одномоментную ионизацию атомов и молекул за счет физических взаимодействий и радиационно-химических реакций. Причем биологическое действие ионизирующих излучений нельзя рассматривать как элементарный акт. В его формировании выделяют несколько следующих друг за другом стадий:

1. Физическая стадия. Длительность стадии составляет примерно 1*10^-16 сек., в течение которых происходит поглощение энергии излучения облучаемой средой с возбуждением и ионизацией её молекул. Этот процесс практически не зависит от условий окружающей среды.

2. Физико-химическая стадия. Продолжительность 1*10^- сек. Заключаетсяв возникновении активных в химическом отношении свободных радикалов, которые взаимодействуют между собой и с органическими молекулами клетки. Этот процесс слабо зависит от условий окружающей среды.

3. Химическая стадия. Длится, как правило, несколько секунд. На этой стадии появляются биохимические повреждения биологически важных макромолекул (белков, нуклеиновых кислот, липидов, углеводов). Этот процесс существенно зависит от условий окружающей среды: температуры, фазового состояния и т.д. Например, свободные радикалы, образующиеся в зубной эмали под действием ионизирующего излучения на  физико-химической  стадии,  практически  не  видоизменяются  со временем на химической стадии, что позволяет использовать данный факт в биологической дозиметрии.

4. Биологическая стадия. Заключается в формировании повреждений на клеточном, тканевом, органном и организменном уровнях, формировании отдаленных последствий облучения. Длительность этой стадии может сильно варьировать (часы, недели, годы), что связано с особенностями протекания патофизиологических процессов в различных органах и тканях. Например, для развития опухоли или лучевой катаракты требуется значительно больше времени, чем для развития острой лучевой болезни. Основная   часть   энергии   заряженных   частиц   и   гамма-квантов, взаимодействующих с веществом, идёт на его ионизацию и возбуждение. Под ионизацией понимают отрыв электрона от атома или молекулы, в результате чего они преобразуются в положительно заряженные ионы. Если энергии   излучения   недостаточно   для  полного   отрыва   электрона,   то происходит возбуждение, т.е. переход электрона на удалённую от ядра орбиталь.   Заряженные   частицы   (альфа-   и   бета-частицы)   производят ионизацию непосредственно и относятся к    так называемым прямо ионизирующим излучениям. Механизм потери энергии этих частиц в поглотителе  в  основном  обусловлен  кулоновским  взаимодействием  с орбитальными электронами атомов вещества. Электрически нейтральные излучения (гамма, рентгеновское, нейтронное) ионизируют атомы среды в результате вторичных процессов. По этой причине они носят название косвенно ионизирующих излучений. Степень ионизации зависит как от свойств самого излучения (энергия, заряд частиц), так и от структуры облучаемого объекта. Основными свойствами излучений являются линейная плотность ионизации и линейная передача энергии.

Альфа-излучение представляет собой поток альфа частиц и обладает высокой ионизирующей способностью, образуя несколько десятков тысяч пар ионов на микрометр пробега в веществе. По мере продвижения альфа-частицы в веществе плотность ионизации возрастает в несколько раз (с 20 000 до 80 000 пар ионов на 1 мкм пути) и затем, практически при завершении пробега, резко падает (рис.2-1).

Эту особенность взаимодействия используют при лечении опухолей, т. к. она позволяет сосредоточить  значительную энергию на глубине  поражённой ткани при минимальном  рассеянии в здоровых тканях. Траектории альфа-частиц в веществе прямолинейны, что связано с их большой массой. Пробег в воздухе составляет несколько  сантиметров, в жидкостях и биологических  тканях - от 1 0 до 1 00 мкм. Несмотря на небольшую  глубину проникновения альфа-частиц в живую ткань, их разрушительное действие весьма значительно из-за высокой ионизирующей способности. Элементарной защитой от внешнего а-излучения может служить любой плотный материал даже незначительной толщины, например, лист бумаги.

Бета-излучение представляет собой поток в-частиц. Бета-излучение обладает меньшей ионизирующей способностью по сравнению с а-излучением. Бета-частица образует несколько десятков пар ионов на микрометр пробега в веществе. При этом кроме ионизации, за счёт торможения электронов в веществе (особенно в веществе, состоящем из атомов с большим порядковым номером) возникает тормозное рентгеновское излучение. Чем выше энергия излучения, тем более жестким будет тормозное излучение. Это свойство потока электронов используется в рентгеновских трубках. Из-за малой массы в-частицы при продвижении в веществе отклоняются на большие углы, поэтому траектория их очень извилиста. Проникающая способность в-частиц в воздухе измеряется метрами, в биологической ткани составляет несколько сантиметров. Элементарная защита от в-излучателей - тонкий слой легкого металла (алюминиевая фольга).

Гамма-излучение представляет собой поток у-квантов и являетсяодним из наиболее проникающих. Его проникающая способность зависит как от энергии у-квантов, так и от свойств вещества. В процессе прохождения через вещество у-кванты (фотоны) взаимодействуют с электронами атомов, электрическим полем ядра, а также с нейтронами и протонами, входящими в состав ядра. В результате этих взаимодействий происходит ослабление плотности потока излучения благодаря рассеянию у-квантов и передачи их энергии атомам среды. Гамма-кванты относятся к косвенно ионизирующему излучению. По отношению к фотонному излучению говорить о длине свободного пробега некорректно, так как какой бы толщины ни была среда, данное излучение полностью не поглощается, а лишь ослабляется в любое заданное число раз. Ослабление гамма-излучения в веществе происходит за счёт различных эффектов взаимодействия: фотоэффекта, эффекта Комптона, эффекта образования пары «электрон-позитрон».

Нейтронное излучение представляет собой поток нейтронов. Нейтроны не имеют заряда, поэтому беспрепятственно проникают вглубь атомов, взаимодействуя непосредственно с ядрами. При этом возможны следующие эффекты взаимодействия: упругое рассеяние; неупругое рассеяние; поглощение (радиационный захват).

Как указывалось выше, в  развитии радиационных повреждений  можно выделить 4 фазы: три короткие, связанные с нарушениями на молекулярном уровне и четвертая - длинная, в течение  которой развиваются изменения  на уровне клетки, ткани, органа и организма. В свою очередь, сформировавшиеся на 4 фазе последствия делятся по времени  на ближайшие или ранние и отдаленные или поздние, а по характеру проявления - на детерминированные (ранее обозначаемые как нестохастические), стохастические и генетические.

Ближайшие появляются спустя часы, дни или недели после облучения. Отдаленные - спустя годы или даже десятки  лет.

Детерминированные (от латинского - определять) эффекты возникают в организме вскоре после облучения и, следовательно, являются ближайшими.

Стохастические (от латинского - случайный, вероятностный) эффекты  -последствия радиационного воздействия возникают в отдаленные сроки после облучения (отдаленные последствия). Они носят вероятностный характер имогут быть обнаружены при длительном наблюдении больших контингентов (когорт) людей.Отличительными особенностями проявления биологических последствий является наличие порога для детерминированных эффектов и его отсутствие для стохастических и генетических. Отсюда следует, что риск возникновения детерминированных эффектов может быть сведен к нулю путем снижением дозы облучения ниже пороговых значений. Риск же возникновения стохастических и генетических эффектов не может быть сведен к нулю, но может быть уменьшен снижением дозы облучения.

Тяжесть проявления детерминированных эффектов зависит  от индивидуальной дозы, которая была получена пострадавшим в результате облучения.

Дозовая зависимость  для стохастических эффектов проявляется  не в изменении тяжести заболевания, а в увеличении частоты той  или иной патологии. При этом значение имеет не индивидуальная, а коллективная доза облучения на определенную популяцию  или когорту лиц.

К настоящему времени известна вероятность заболевания раком  при получении человеком поглощенной  дозы в 1 Гр. Известно также, что радиационный риск при полном отсутствии облучения  равен нулю. Однако мало что известно о действии промежуточных доз, поэтому  следует попытаться экстраполировать известные оценки риска при больших  дозах облучения на область малых доз.

Малыми  дозами для данного вида организмов называют дозы, при которых выявляется обратная реакция объекта по сравнению с реакцией, вызываемой в области поражающего действия этого же вида радиации. Область малых доз лежит, как правило, на 2 порядка ниже ЬО₅₀ для данного объекта. Так как для человека ЬО₅₀ лежит в диапазоне 3-5 Гр (среднее значение 4 Гр), область малых доз будет составлять значения поглощенных доз меньше, чем 0,04 Гр.

Детерминированные эффекты

В основе механизма возникновения  детерминированных эффектов после  облучения лежит превышение количества погибших клеток над числом вновьобразованных. Если ткань жизненно важна и существенно повреждена, то конечным результатом может быть смерть организма. Клинические проявления детерминированных эффектов определяются специфической функцией облученной ткани. Это связано с тем, что наряду с гибелью функциональных клеток органа или ткани, могут быть повреждены сосуды, кровоснабжающие данную ткань, что приведет к вторичному повреждению ткани. Возможно также замещение функциональных клеток фиброзной тканью. Некоторые из детерминированных эффектов могут быть обратимы при условии, что повреждение не слишком тяжелое. Примером таких функциональных эффектов являются:

• уменьшение секреции экзо- и эндокринных желез (например, слюнных);

• неврологические эффекты (например, изменение ЭЭГ);

• сосудистые реакции (например, ранняя эритема или подкожный отек).

К детерминированным эффектам относят:

• опустошение красного костного мозга, проявление лучевой болезни. Клинически значимое подавление кроветворения при остром облучении наблюдается при превышении порогового значения поглощенной дозы 0,15 Гр. При протяженном облучении в течение многих лет порог мощности дозы превышает 0,4 Гр/год. При остром равномерном облучении однородной группы людей без высококачественного медицинского обслуживания ЛД₅₀ за 60 суток для развития костно-мозгового синдрома составляет примерно 3-5 Гр.

• нарушение репродуктивной функции. Порог для временной стерильности мужчины при однократном облучении семенников составляет около 0,1 5 Гр. В условиях протяженного облучения порог мощности дозы составляет примерно 0,4 Гр/год. Соответствующие значения для постоянной стерильности составляют от 3,5 до 6 Гр и 2 Гр/год. Порог для постоянной стерильности женщины при остром облучении находится в интервале от 2,5 до 6 Гр, причем с возрастом женщины чувствительность увеличивается. При протяженном облучении в течение многих лет пороговая мощность дозы превышает 0,2 Гр/год.

• лучевая катаракта. Наиболее чувствительной является экваториальная часть эпителия хрусталика, который в норме продолжает медленно пролиферировать в течение всей жизни. Помутнение хрусталика, вызванное облучением, можно отличить от катаракты, вызванной другими причинами только на ранних стадиях. На поздних стадиях определить причину развития катаракты уженевозможно. При остром воздействии излучений с малой ЛПЭ порог для помутнения хрусталика, достаточного для ослабления зрения, лежит в диапазоне от 2 до 1 0 Гр. Для излучений с большой ЛПЭ (в частности, нейтронов) порог поглощенной дозы в 2-3 раза ниже. При протяженном многолетнем облучении порог мощности дозы выше 0,1 5 Гр/год. Первые клинические проявления развиваются спустя 4-1 3 лет. Длительность латентного периода увеличивается с возрастом облученного.